WO2014000883A1 - Parallel-kinematic mirror deflection system with dual cardanic suspension - Google Patents

Parallel-kinematic mirror deflection system with dual cardanic suspension Download PDF

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WO2014000883A1
WO2014000883A1 PCT/EP2013/001865 EP2013001865W WO2014000883A1 WO 2014000883 A1 WO2014000883 A1 WO 2014000883A1 EP 2013001865 W EP2013001865 W EP 2013001865W WO 2014000883 A1 WO2014000883 A1 WO 2014000883A1
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WO
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mirror
deflection system
linear drives
laser beam
inner frame
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/001865
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German (de)
French (fr)
Inventor
Maximilian MUNSCH
Jörg WOLLNACK
Marc KIRCHHOFF
Claus Emmelmann
Original Assignee
Technische Universität Hamburg-Harburg
Tutech Innovation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1822—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1827—Motorised alignment

Definitions

  • the present invention generally relates to a device for processing workpieces by means of a laser or a laser beam. More particularly, the invention relates to a mirror deflection system used in such a device, and more particularly to a double kinematic suspension parallel-kinematic mirror deflection system optionally configured with close-to-mirror position measurement.
  • a mirror deflection system is normally arranged movably in the beam path of a laser beam in order to be able to guide the "focal spot" of the laser beam over a workpiece to be machined with the highest possible speed and with great precision.
  • the productivity or the efficiency of a device for laser machining of workpieces or workpiece surfaces is significantly determined by the power of the laser beam, by the processing speed, by the non-productive times and by other factors.
  • the laser machining of workpieces preferably takes place over a long distance (i.e.,> 0.1 m, and preferably> 0.3 m) by use of mirror deflection systems (so-called scanners).
  • the large distance between the tool (i.e., the laser machining device) and the workpiece to be machined also affects the size of the maximum working field, with the principle that the larger the distance, the larger the working field.
  • the laser beam generated with the aid of a suitable laser beam source is deflected by one or more movable mirrors and reflected with the highest possible precision on the operating point of the workpiece, thereby adhering to the required tolerances in the machining of the workpiece.
  • mirror deflection system for example, remote laser welding, remote laser cutting, additive production by means of laser beam melting or laser beam ablation.
  • the mirror deflection system according to the invention can be general be used in other applications in which a laser beam is deflected by means of one or more pivoting mirrors.
  • An exemplary laser welding system typically includes a laser, a motion system and an optical system for guiding the laser beam.
  • the laser beam is moved over the workpiece and / or the workpiece under the laser beam.
  • the laser beam is moved after focusing by means of a mirror deflection on a predetermined path over the workpiece to produce, for example, a weld.
  • tilting or pivoting mirrors are normally used to reflect the laser beam over the variably adjustable angular positions of the mirrors on different positions or along a desired path on the workpiece.
  • the laser working heads in each of which a mirror deflection system and, for example, the exit end of an optical fiber or other laser beam guide means is either stationary (so-called large-capacity remote facilities) or on a movable Mechanics (linear axes or robots) be mounted.
  • the laser working heads also referred to as laser scanner
  • the working field of the welding system can be considerably expanded.
  • beam sources in the laser welding of metals are Yb: YAG fiber laser, Nd: YAG laser, C0 2 laser or even diode laser.
  • An improvement in the quality of the laser machining of the workpiece can generally be done by:
  • the largest possible machining distance ie, distance between the machining device and the workpiece
  • the largest possible machining distance is of crucial importance in order to increase the working field and to increase the dynamics of the laser system, thereby increasing the productivity of the machining.
  • a larger mirror aperture is necessary, and these larger mirror apertures can also be used to use higher laser beam powers, since a better distribution of the absorbed power due to intensity reduction is achieved by the larger mirror apertures and by the larger laser beam diameter.
  • a higher processing distance can achieve a higher processing speed, since smaller deflection angles of the mirror deflection system are required for a certain travel distance of the laser focal point. At the same time, however, it must be ensured that a high-precision positioning of the laser beam is ensured despite the extension of the laser beam path after the radiation set.
  • a significant increase in productivity can be achieved through the use of on-the-fly (on-the-fly) processing, allowing relative movement between the mirror deflection system and the workpiece being machined.
  • an analytic, inverse or kinematic control model must be mathematically describable in the simplest possible way for the mirror deflection system, thereby enabling or simplifying the control technology implementation in the overall system.
  • mirror deflection systems are known in which only one mirror (so-called single-mirror deflection systems or one-mirror scanner) is provided.
  • single-mirror deflection systems which is coupled with an eccentrically mounted kinematic system
  • a mathematical description in real time is not possible or only with an extremely high computational effort, since the mathematical relationships between the kinematic system, the mirror movement and the Shifting of the laser beam are extremely complex.
  • the design of a controller for this type of scanner is very complex and computationally intensive.
  • the required dynamic characteristics and the required accuracy due to the construction of the bearing points can not or only insufficiently be achieved.
  • a device for processing a workpiece by means of a focusable laser wherein the device has a laser source and at least one arranged in the laser path of the laser movably adjustable scanner level.
  • DE 10 2005 023 985 A1 describes a scanner device for a power laser for material processing with an imaging optics, which has a pivotable mounted about two axes and driven by two actuators deflection mirror, and with which the laser beam can be projected as spot on processing sites of workpieces, wherein between Coupling means are provided for the actuators and the deflecting mirror, said coupling means being provided with a first end on the actuators and with a second end on the deflecting means.
  • Mirror are pivotally mounted, so that the forces acting on the pivot bearing by inertia are minimized.
  • DE 10 2005 033 605 A1 discloses a laser scanner for a remote welding method which has an optical waveguide, a first convex lens, a concave lens, an imaging unit and a scanner mirror, wherein the scanner mirror can be driven in two directions to displace a focal point and wherein a device for varying the distance between the scanner mirror and the focal point is provided.
  • the device has a drive connected to the concave lens actuator.
  • DE 10 2006 002 931 A1 shows an optical unit for laser remote welding, wherein the machining distance is more than 250 mm and wherein for a beam parameter product of the laser beam source of more than 16 mm mrad a converging lens with a diameter of about 60 mm is present.
  • DE 202 12 115 U1 relates to a device for deflecting a laser beam with a deflection mirror, which is mounted on all sides tiltable about a lying in its mirror surface pivot point, and with a drive for tilting the deflection mirror, which is arranged on a pivot member with part-spherical outer surface to the center of the ball, the pivoting part is rotatably supported on all sides in an at least partially dome-shaped bearing surface, wherein the drive cooperates with the pivoting part.
  • DE 101 30 199 A1 relates to a scanner device for a power laser for material processing with imaging optics, by means of which the laser beam introduced via an optical waveguide is projected as a spot onto the processing points of a processing surface.
  • the imaging optics has an expansion optics with a first lens unit and a focusing optics with a second lens unit.
  • the imaging optics of the scanner device is arranged in a gimbal-mounted frame, within which the diverging laser beam deflected with multiple deflection in the first lens unit and the up Wide laser beam is guided straight from the first lens unit to the second lens unit.
  • the mirror deflection system according to the invention or the associated laser processing device essentially realize the following features:
  • the mirror deflection system has only one mirror (single mirror
  • Scanner which of course further deflecting mirrors may be provided in the laser scanner.
  • linear drive but also includes drives in which a rotary drive movement is converted by a suitable gear in a linear movement.
  • the mirror deflection system has a movable drive bearing with preferably at least two degrees of freedom in the axis of linear motion.
  • the mirror is preferably mounted by means of a double-cardan mirror bearing.
  • the term "Doppelkardanisch” is to be understood in this case that also functional or equivalent storage are included.
  • the mirror deflection system is optionally coupled to one or more measuring devices for close-to-position angle measurement, ie for measuring the angular position of the deflection mirror.
  • bearings requiring only one rotational degree of freedom can be used. These bearings can be manufactured and assembled with greater rigidity and precision compared to bearings having two or more degrees of freedom, resulting in a significant improvement in the accuracy of the deflection system, since the bearings used in the invention have significantly smaller tolerances.
  • the two axes of rotation intersect directly on the center of the surface of the deflecting mirror.
  • the center line of the laser beam is independent of the tilt angle of the deflection mirror over the entire beam path constant.
  • the impact point of the laser beam on the deflection mirror remains constant, regardless of the pivoting angle. Consequently, an analytic mathematical description can be derived which allows the relationship between the position of the mirror, the laser focus and the drives.
  • the laser focus (focal point) of the laser beam can be controlled and regulated with very high precision on defined paths on the workpiece.
  • a real-time control of the mirror deflection system according to the invention can again be realized, as a result of which the overall dynamics of the system can be improved.
  • the controllability of the deflection system can be significantly improved.
  • the position of the mirror By measuring the position of the mirror (ie at or around the bearing points of the double-cardan suspension of the mirror), the position of the mirror in space can be determined with very high accuracy determine. This position data can be used for the control and regulation of the drive device.
  • the mirror deflection system of the present invention is used to deflect a laser beam, which in turn finds application, for example, in an apparatus for laser machining workpieces or a similar device.
  • the mirror deflection system is part of a laser scanner.
  • the mirror deflection system only has a movable mirror which can be moved by means of a drive device so that a laser beam generated by a laser beam source can be reflected and deflected by means of this pivotable mirror so that the reflected or deflected laser beam with high precision and speed in a desired direction can be directed to a workpiece.
  • the mirror deflection system comprises a mirror that is movably supported by a double cardan suspension device.
  • the mirror is held pivotable independently about two mutually substantially perpendicular axes.
  • the suspension means comprises a first inner frame in which the mirror is pivotally supported about a first axis and a second outer frame or base in which the first frame is pivotally supported about a second axis.
  • the second frame is preferably fixed.
  • the second frame can also be formed by one or two fixed bearings to hold the second axis.
  • the first and second axes are substantially perpendicular to each other.
  • the mirror deflection system according to the invention also has a drive device in order to move the mirror can.
  • This drive device preferably comprises two linear drives, which are spaced apart from each other and extend substantially parallel.
  • the linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first and a second end, on each of which a hinge part is provided.
  • the first The end of each of the two linear actuators is pivotally coupled to a respective fixed bearing (base) at a first pivot point, respectively, and the second end of each of the two linear drives is pivotally coupled to the mirror at a second pivot point, respectively.
  • the two second hinge points of the two linear drives are provided on the side opposite the reflective mirror surface side of the mirror (back of the mirror).
  • each of the two linear drives is each pivotally coupled to the fixed bearing (base) to which the second outer frame is also attached.
  • a rod can also be provided in each case, wherein the second hinge point, instead of a stationary bearing, can be coupled to a linear drive.
  • the two second hinge points are provided at locations on the back of the mirror, which are located, for example, on a diagonal between the first and the second pivot axis and on opposite sides of the intersection of the first and the second pivot axis.
  • the two second hinge points can also be provided at other locations on the back of the mirror.
  • the two second pivot points may be provided, for example, at the lower, the upper or at one of the two side edges of the mirror.
  • the mirror is usually rectangular or square; however, the mirror can also be round or at least have rounded corners.
  • the first and second pivot points may preferably be formed by cardan universal joints, but other types of joints known to those skilled in the art may be used.
  • the mirror deflection system of the present invention comprises a parallel kinematic drive device for a deflection mirror that is movably supported by a double cardan suspension relative to a stationary base.
  • the mirror deflection system of the present invention further comprises at least one means for measuring the angular position of the mirror.
  • the device preferably comprises a first angle measuring device, which is provided between the first inner frame and the mirror and preferably on the first pivot axis (ie close to the action) in order to detect the angular position of the mirror relative to the first inner frame.
  • a second angle-measuring device is provided between the first inner frame and the second outer frame (or fixed base), and preferably at the second pivot axis (ie, near-the-action) to increase the angular position of the first inner frame relative to the second outer frame to capture.
  • a control device which is designed to control the two linear actuators.
  • each of the two linear actuators is electrically coupled to the control device in order to supply the two linear drives corresponding electrical signals in order to move the linear drives in the desired manner.
  • the linear drives preferably have a rest position (or zero position), with the mirror, when both linear drives are in the rest position, also in its rest position, in which the mirror is in alignment with the first frame and the first frame with the second frame in alignment.
  • the linear drives each electrical signals are supplied, whereby the linear actuators either extended (or driven up) or retracted (or moved back). Theoretically, this simple type of control would suffice.
  • the rest position of the mirror can be adjusted by means of a laser beam by passing a laser beam onto the mirror and detecting the reflected beam by a detector.
  • means are provided for measuring the angular position of the mirror.
  • these means preferably comprise means for measuring the angular position of the mirror relative to the inner first frame and / or means for measuring the angular position of the inner first frame relative to the outer second frame.
  • These measuring devices are preferably provided on the first and / or on the second axis. It is preferred that the device (s) for measuring the angular position of the mirror or of the inner frame output corresponding electrical measuring signals which are fed to the control device. Consequently, the actual position of the mirror can be measured and compared in the control device with the desired position.
  • data is supplied to the control device, which indicates how the mirror is to be pivoted over a time course, so that the laser beam is guided over the workpiece to be machined on a desired path.
  • data preferably contain control data for driving the two linear drives as a function of time.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the mirror deflection system according to the invention.
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a further embodiment of the double-cardan suspension device of the mirror deflection system according to the invention
  • Fig. 3 is a further perspective view of the doppelkardanischen
  • Fig. 4 is a perspective view of the doppelkardanischen
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of an embodiment of the mirror deflection system with the suspension device from FIGS. 2-4; and 5 is a perspective view of an embodiment of the mirror
  • the mirror deflection system 1 of the present invention has a mirror 2, which is held by a suspension device independently about two mutually substantially perpendicular axes 3, 4 pivotally.
  • the suspension means comprises a first inner frame 5 in which the mirror 2 is pivotally supported about the first axis 3 via ball or shaft bearings, and a second outer frame 6 in which the first frame 5 is about the second axis 4 is held pivotally.
  • the second frame 6 is preferably fixed.
  • the second frame can also be formed by one or two fixed bearings 7, 8 (ball or shaft bearing) to hold the second axis 4.
  • the first axis 3 and the second axis 4 are substantially perpendicular to each other.
  • the mirror deflection system 1 also has two linear drives 9, 10 in order to move the mirror 2 can.
  • These two linear drives are spaced apart and substantially parallel to each other.
  • the linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first 11 and a second end 12, on each of which a hinge part is provided.
  • the first end 11 of each of the two linear drives 9, 10 is pivotally coupled to a respective fixed bearing 14 (base) at a first hinge point 13, respectively, and the second end 12 of each of the two linear drives 9, 10 is respectively at a second hinge point 15 articulated coupled with the mirror 2.
  • the two second pivot points 15 of the two linear drives 9, 10 are provided on the side opposite the reflective mirror surface side of the mirror 2 (back of the mirror).
  • the two second hinge points 15 are provided on the lower side edge of the mirror.
  • the two first and the two second pivot points 13, 15 of the two linear Drives are preferably formed by ball joints or cardan universal joints.
  • the mirror deflection system shown in FIG. 1 also has at least one device for measuring the angular position of the mirror.
  • This at least one angle measuring device preferably comprises a first angle measuring device 16, which is provided between the first inner frame 5 and the mirror 2, preferably on the first pivot axis 3 (preferably on the first axis bearing), about the angular position of the mirror relative to the first inner frame 5 to capture.
  • a second angle measuring device 17 between the first inner frame 5 and the second outer frame 6 (base) is preferably provided on the second pivot axis 4 to detect the angular position of the first inner frame 5 relative to the second outer frame 6.
  • the linear actuators 9, 10 can be adjusted in terms of their length, which is shown by arrows.
  • the linear drives can thus be extended or shortened.
  • the distance between the first pivot point 13 and the second pivot point 15 is either increased or decreased.
  • the mirror 2 is pivoted about the second horizontal axis 4, if both linear drives are extended or shortened simultaneously.
  • a pivoting movement of the mirror 2 about the first vertical axis 3 takes place, for example, when one of the linear drives is extended, while the other drive is shortened, and vice versa.
  • a pivoting of the mirror 2 about both axes 3, 4 is achieved by combined extension or shortening of the linear drives 9, 10.
  • Decisive in the embodiment of Figure 1 is the fact that the first pivot points 13 are spatially fixed. In this way, the relationship between the driving of the linear motors and the corresponding angular position of the mirror can be implemented by a relatively simple mathematical model.
  • FIG. 2 shows the return side of the mirror 2, which is pivotally mounted on ball or shaft bearings 18, 19 on the first inner frame 5.
  • ball or shaft bearings 18, 19 instead of the ball or shaft bearings but other types of bearings can be used, by means of which the mirror is movably mounted; It is only important that the mirror is movably mounted.
  • One of these ball bearings 18, 19 is provided with means for measuring the angular position of the mirror 2 relative to the inner frame 5.
  • the measuring device is a conventional rotation sensor or angle sensor.
  • the signal lines may be passed through the first frame 5 or on the outside of the frame.
  • the first frame 5 is pivotally mounted by ball or shaft bearings 20, 21 on a second outer frame 6.
  • One of these ball bearings 20, 21 is provided with means for measuring the angular position of the inner frame 5 relative to the outer frame 6.
  • This measuring device is also a conventional rotation sensor or angle sensor.
  • the signal lines may be routed through the second frame 6 or on the outside of this frame.
  • the second frame 6 is formed in this embodiment by a substantially C-shaped support arm, which is provided with a mounting portion 22. As shown in Figure 2, two mounting ears 23 are provided on the lower side of the mirror 2, which serve for fastening the second joints 15.
  • Figures 2 to 4 show an embodiment in which the second joints 15 are coupled via a rod 24 with the first joints 13.
  • the first joints 13 are coupled to the linear drives.
  • a relatively simple mathematical model can be created, whereby a real-time control of the mirror deflection system can be realized with a reasonable computational effort.
  • Figure 3 shows a side perspective view of the mirror deflection system of Figure 2
  • Figure 4 shows a front view of this system.
  • the joints 15 are preferably designed as universal joints or cardan universal joints, the first joint part with the mirror 2 and with the Fastening ears 23 is connected and whose second hinge part is connected to a rod 24, whose ends are connected to the first joints 13, which may also be formed as universal joints or cardan universal joints.
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of the mirror deflection system from FIGS. 2 to 4 together with two exemplary linear drives.
  • the linear drives are housed in associated boxes 25, 26, in which preferably also the control devices for respective linear drives are located. Slots are formed on the top of the boxes through which coupling means extend to which are attached the first hinges 13 connected to the rods 24.
  • the linear drives are preferably linear motors, but can also be realized by a worm drive or rack drive.
  • On the outside of the boxes 25, 26 interfaces 27, 28 are provided which can be connected to a computer unit (not shown) in order to supply the control means with electrical signals for controlling the linear drives.
  • a computer unit not shown
  • the mirror 2 can be pivoted into any desired position. If the two drives to the front (in Figure 5 to the right / bottom) moves, the mirror 2 is pivoted counterclockwise about the second horizontal axis 4. If, for example, one drive 9 is displaced to the rear and the other drive 10 is moved forward, the mirror is pivoted about the first vertical axis 3. By combined movement of the two drives 9, 10, the mirror can be pivoted to any desired position.
  • the embodiment of Figure 5 is characterized by a relatively simple mechanical construction, but has the disadvantage that the kinematics of this system can not be optimally represented by a mathematical model.
  • FIG. 6 shows an alternative preferred embodiment of the mirror deflection system 1 according to the present invention, which is based on the constructive principle shown in FIG. As already explained with reference to FIG. 1, this design solution (compared to the solution from FIG. 5) can be represented by a simpler mathematical model.
  • the mirror deflection system 1 of Figure 6 comprises a mirror 2 which is pivotally supported in a first inner frame 5 about a first axis by means of bearings 18, 19, wherein the first frame in turn in a second outer frame 6 (preferably has the shape of a C-shaped bracket) is pivotally supported about a second axis by means of bearings 20, 21. Also in this embodiment, the second frame 6 is fixed, and the first axis and the second axis are substantially perpendicular to each other.
  • the mirror deflection system from FIG. 6 has two linear drives 9, 10 in order to be able to move the mirror 2. These two linear drives are spaced apart and substantially parallel to each other.
  • the linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first, spaced from the mirror end and a second, adjacent to the mirror end, on each of which a hinge part is provided.
  • the first end of each of the two linear drives 9, 10 is each provided with a first hinge point 13 which is adapted to be pivotally coupled to an associated fixed bearing (base) as shown in FIG.
  • the second end of each of the two linear drives 9, 10 is coupled in each case at a second hinge point 15 hingedly connected to the mirror 2.
  • the two second hinge points 15 of the two linear drives 9, 10 are also provided here on the opposite side of the reflecting mirror surface of the mirror 2 (back of the mirror).
  • the two second hinge points 15 are provided on the right side edge of the mirror 2, but can also be provided at other positions on the back de mirror.
  • the two first and the two second pivot points 13, 15 of the two linear drives are preferably formed by ball joints, cardan joints or other suitable joints.
  • the mirror deflection system shown in FIG. 6 also has at least one device for measuring the angular position of the mirror.
  • This at least one angle measuring device preferably comprises a first angle measuring device which is provided between the first inner frame 5 and the mirror 2, preferably on the first pivot axis (preferably on one of the bearings 18, 19 of the first axis), by the angular position of the mirror relative to the first to capture inner frame 5.
  • a second angle-measuring device between the first inner frame 5 and the second outer frame 6 is preferably provided on the second pivot axis (preferably on one of the second axis layer 20, 21) to adjust the angular position of the first inner frame 5 relative to second outer frame 6 to capture.

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Abstract

The invention relates to a mirror deflection system (1) for deflecting a laser beam with a mirror (2), a suspension device to hold the mirror (2) so as to be able to pivot about two mutually perpendicular axes (3, 4), and a drive device for moving the mirror. The suspension device has a first inner frame (5), in which the mirror (2) is held so as to be able to pivot about a first axis (3), and a second outer frame (6), in which the first inner frame (5) is held so as to be able to pivot about a second axis (4). The drive device has two linear drives (9, 10) which are each coupled in an articulating manner to the mirror (2), wherein the two linear drives (9, 10) are at a distance from one another, extend substantially in parallel and are separately controllable for pivoting the mirror (2) to a desired position.

Description

Parallelkinematisches Spiegel-Ablenksystem  Parallel kinematic mirror deflection system
mit doppelkardanischer Aufhängung  with double cardan suspension
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken mit Hilfe eines Lasers bzw. eines Laserstrahls. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Spiegel-Ablenksystem, das bei einer solchen Vorrichtung zur Anwendung kommt, und speziell auf ein parallelkinematisches Spiegel-Ablenksystem mit doppelkardanischer Aufhängung, das optional mit wirkstellennaher Messung der Spiegelposition ausgestaltet ist. Ein derartiges Spiegel-Ablenksystem ist normalerweise bewegbar im Strahlenweg eines Laserstrahls angeordnet, um den "Brennfleck" des Laserstrahls mit möglichst hoher Geschwindigkeit und großer Präzision über ein zu bearbeitendes Werkstück führen zu können. The present invention generally relates to a device for processing workpieces by means of a laser or a laser beam. More particularly, the invention relates to a mirror deflection system used in such a device, and more particularly to a double kinematic suspension parallel-kinematic mirror deflection system optionally configured with close-to-mirror position measurement. Such a mirror deflection system is normally arranged movably in the beam path of a laser beam in order to be able to guide the "focal spot" of the laser beam over a workpiece to be machined with the highest possible speed and with great precision.
Die Produktivität bzw. der Wirkungsgrad einer Vorrichtung zur Laser- Bearbeitung von Werkstücken bzw. Werkstückoberflächen wird maßgeblich durch die Leistung des Laserstrahls, durch die Bearbeitungsgeschwindigkeit, durch die Nebenzeiten und durch andere Faktoren bestimmt. Zur Erhöhung der Produktivität, und insbesondere zur Verminderung der Nebenzeiten, erfolgt die Laser-Bearbeitung von Werkstücken vorzugsweise über eine große Entfernung (d.h. > 0,1 m und vorzugsweise > 0,3 m) durch Verwendung von Spiegel- Ablenksystemen (sogenannte Scanner). Durch den großen Abstand zwischen dem Werkzeug (d.h. Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung) und dem zu bearbeitenden Werkstück wird auch die Größe des maximalen Arbeitsfeldes beeinflusst, wobei grundsätzlich gilt: je größer der Abstand desto größer das Arbeitsfeld. Üblicherweise wird der mit Hilfe einer geeigneten Laserstrahlquelle erzeugte Laserstrahl durch einen oder mehrere bewegbare Spiegel abgelenkt und mit möglichst hoher Präzision auf die Wirkstelle des Werkstücks reflektiert, um dadurch bei der Bearbeitung des Werkstücks die erforderlichen Toleranzen einzuhalten. The productivity or the efficiency of a device for laser machining of workpieces or workpiece surfaces is significantly determined by the power of the laser beam, by the processing speed, by the non-productive times and by other factors. To increase the productivity, and in particular to reduce the non-productive time, the laser machining of workpieces preferably takes place over a long distance (i.e.,> 0.1 m, and preferably> 0.3 m) by use of mirror deflection systems (so-called scanners). The large distance between the tool (i.e., the laser machining device) and the workpiece to be machined also affects the size of the maximum working field, with the principle that the larger the distance, the larger the working field. Usually, the laser beam generated with the aid of a suitable laser beam source is deflected by one or more movable mirrors and reflected with the highest possible precision on the operating point of the workpiece, thereby adhering to the required tolerances in the machining of the workpiece.
Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Spiegel-Ablenksystems sind zum Beispiel das Remote-Laserschweißen, das Remote-Laserschneiden, die additive Fertigung mittels Laserstrahlschmelzen oder das Laserstrahlabtragen. Das erfindungsgemäße Spiegel-Ablenksystem kann aber allgemein auch bei anderen Anwendungen benutzt werden, bei denen ein Laserstrahl mit Hilfe von einem oder mehreren schwenkbaren Spiegeln abgelenkt wird. Fields of application of the mirror deflection system according to the invention are, for example, remote laser welding, remote laser cutting, additive production by means of laser beam melting or laser beam ablation. However, the mirror deflection system according to the invention can be general be used in other applications in which a laser beam is deflected by means of one or more pivoting mirrors.
Eine als Beispiel genannte Laser-Schweißanlage umfasst in der Regel einen Laser, ein Bewegungssystem und ein optisches System zur Führung des Laserstrahls. Mit Hilfe des Bewegungssystems wird der Laserstrahl über das Werkstück und/oder das Werkstück unter dem Laserstrahl bewegt. Üblicherweise wird der Laserstrahl nach Fokussierung mit Hilfe eines Spiegel-Ablenksystems auf einem vorbestimmten Pfad über das Werkstück bewegt, um beispielsweise eine Schweißnaht herzustellen. Hierfür werden normalerweise kipp- oder schwenkbare Spiegel verwendet, um den Laserstrahl über die variabel einstellbaren Winkelstellungen der Spiegel auf unterschiedliche Positionen bzw. entlang eines gewünschten Pfades auf das Werkstück reflektieren. Bei der oben genannten Remote-Bearbeitung können die Laser- Arbeitsköpfe, in denen sich jeweils ein Spiegel-Ablenksystem und beispielsweise das Austrittsende einer optischen Faser oder einer anderen Laserstrahl- Führungseinrichtung befindet, entweder ortsfest (sogenannte Großraum- Remote-Anlagen) oder an einer bewegbaren Mechanik (Linearachsen oder Roboter) montiert sein. Durch Montage der Laser-Arbeitsköpfe (auch als Laser- Scanner bezeichnet) an einer bewegbaren Mechanik kann das Arbeitsfeld der Schweißanlage erheblich erweitert werden. Häufig verwendete Strahlquellen beim Laserschweißen von Metallen sind Yb:YAG-Faserlaser, Nd:YAG-Laser, C02-Laser oder auch Diodenlaser. An exemplary laser welding system typically includes a laser, a motion system and an optical system for guiding the laser beam. With the aid of the movement system, the laser beam is moved over the workpiece and / or the workpiece under the laser beam. Usually, the laser beam is moved after focusing by means of a mirror deflection on a predetermined path over the workpiece to produce, for example, a weld. For this purpose, tilting or pivoting mirrors are normally used to reflect the laser beam over the variably adjustable angular positions of the mirrors on different positions or along a desired path on the workpiece. In the above-mentioned remote processing, the laser working heads in each of which a mirror deflection system and, for example, the exit end of an optical fiber or other laser beam guide means is either stationary (so-called large-capacity remote facilities) or on a movable Mechanics (linear axes or robots) be mounted. By mounting the laser working heads (also referred to as laser scanner) on a movable mechanism, the working field of the welding system can be considerably expanded. Frequently used beam sources in the laser welding of metals are Yb: YAG fiber laser, Nd: YAG laser, C0 2 laser or even diode laser.
Eine Verbesserung der Qualität der Laser-Bearbeitung des Werkstücks kann allgemein erfolgen durch: An improvement in the quality of the laser machining of the workpiece can generally be done by:
den Einsatz von Laserstrahlquellen mit höherer Leistung,  the use of higher power laser sources,
die Nutzung ultrakurzer Laserpulse,  the use of ultrashort laser pulses,
die Verringerung der Nebenzeiten,  the reduction of non-productive times,
die Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der  the increase of the processing speed and the
Bearbeitungsdynamik,  Machining dynamics,
die Vergrößerung des Arbeitsfeldes,  the enlargement of the working field,
die hochpräzise Positionierung des Laserstrahls,  the high-precision positioning of the laser beam,
die Reduzierung oder Aufweitung des Fokusdurchmessers, und die Veränderung der Fokusgeometrie und damit der Intensitätsverteilung. Bei der Laser-Bearbeitung von Werkstücken ist eine möglichst große Bearbeitungsentfernung (d.h. Abstand zwischen Bearbeitungsvorrichtung und Werkstück) von maßgeblicher Bedeutung, um das Arbeitsfeld zu vergrößern und um die Dynamik des Laser-Systems zu erhöhen, wodurch die Produktivität der Bearbeitung gesteigert wird. Bei einer Vergrößerung der Entfernung ist es notwendig, den Laserstrahl deutlich aufzuweiten, um damit die Brennweite zu erhöhen, und/oder den Fokusdurchmesser merklich zu verkleinern. Zum Ablenken eines aufgeweiteten Laserstrahls ist jedoch eine größere Spiegelapertur notwendig, wobei diese größeren Spiegelaperturen auch genutzt werden können, um höhere Laserstrahlleistungen einzusetzen, da durch die größeren Spiegelaperturen und durch den größeren Laserstrahldurchmesser eine bessere Verteilung der absorbierten Leistung aufgrund von Intensitätsreduzierung erreicht wird. the reduction or widening of the focus diameter, and the change of the focus geometry and thus the intensity distribution. In the laser machining of workpieces, the largest possible machining distance (ie, distance between the machining device and the workpiece) is of crucial importance in order to increase the working field and to increase the dynamics of the laser system, thereby increasing the productivity of the machining. With an increase in the distance, it is necessary to significantly widen the laser beam to thereby increase the focal length and / or to remarkably reduce the focus diameter. For deflecting an expanded laser beam, however, a larger mirror aperture is necessary, and these larger mirror apertures can also be used to use higher laser beam powers, since a better distribution of the absorbed power due to intensity reduction is achieved by the larger mirror apertures and by the larger laser beam diameter.
Durch eine größere Bearbeitungsentfernung kann außerdem eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht werden, da für einen bestimmten Verfahr- weg des Laser-Brennpunkts kleinere Schwenkwinkel des Spiegel-Ablenksystems erforderlich sind. Gleichzeitig muss jedoch sichergestellt sein, dass eine hochpräzise Positionierung des Laserstrahls trotz der Verlängerung des Laserstrahlweges nach dem Strahlensatz gewährleistet ist. In addition, a higher processing distance can achieve a higher processing speed, since smaller deflection angles of the mirror deflection system are required for a certain travel distance of the laser focal point. At the same time, however, it must be ensured that a high-precision positioning of the laser beam is ensured despite the extension of the laser beam path after the radiation set.
Eine wesentliche Produktivitätssteigerung kann durch den Einsatz einer Echtzeit-Bearbeitung (On-the-fly) erreicht werden, wodurch Relativbewegungen zwischen dem Spiegel-Ablenksystem und dem zu bearbeitenden Werkstück ermöglicht werden. Hierfür muss für das Spiegel-Ablenksystem auf möglichst einfache Weise ein analytisches, inverses bzw. kinematisches Steuerungsmodell mathematisch beschreibbar sein, wodurch die regelungstechnische Umsetzung in dem Gesamtsystem ermöglicht bzw. vereinfacht wird. A significant increase in productivity can be achieved through the use of on-the-fly (on-the-fly) processing, allowing relative movement between the mirror deflection system and the workpiece being machined. For this purpose, an analytic, inverse or kinematic control model must be mathematically describable in the simplest possible way for the mirror deflection system, thereby enabling or simplifying the control technology implementation in the overall system.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausgestaltungen von Spiegel-Ablenksystemen bekannt. Beispielsweise arbeiten bekannte Galvanometer-Scanner mit zwei ablenkbaren Spiegeln, wobei durch eine rotatorische Bewegung eines ersten Spiegels die Bewegung in einer ersten Achse des Bearbeitungsfeldes realisiert wird, während die Bewegung in einer zweiten Achse durch eine rotatorische Bewegung des zweiten Spiegels realisiert wird. Bei diesen Galvanometer-Scannern führen allerdings die zunehmende Größe der Spiegelapertur, die daraus resultierenden erhöhten Trägheitsmomente und die allgemein eher geringen Kräfte der Galvanometer-Antriebe zu einer wesentlichen Verringerung der Geschwindigkeit des Spiegel-Ablenksystems, was wiederum zu hohen Dynamikverlusten führt. Various refinements of mirror deflection systems are known from the prior art. For example, known galvanometer scanners operate with two deflectable mirrors, wherein rotational movement of a first mirror realizes movement in a first axis of the machining field, while movement in a second axis is realized by a rotational movement of the second mirror. With these galvanometer scanners, however, lead the increasing size The mirror aperture, the resulting increased moments of inertia and the generally rather low forces of the galvanometer drives to a significant reduction in the speed of the mirror deflection system, which in turn leads to high dynamic losses.
Weiterhin sind Spiegel-Ablenksysteme bekannt, bei denen nur ein Spiegel (sogenannte Ein-Spiegel-Ablenksysteme oder Ein-Spiegel-Scanner) vorgesehen ist. Bei einem solchen Ein-Spiegel-Scanner, der mit einem exzentrisch gelagerten kinematischen System gekoppelt ist, ist eine mathematische Beschreibung in Echtzeit nicht oder nur mit einem extrem hohen Rechen- aufwand möglich, da die mathematischen Beziehungen zwischen dem kinematischen System, der Spiegelbewegung und der Verlagerung des Laserstahls äußerst komplex sind. Dies hat zur Folge, dass auch die Auslegung einer Steuerung für diesen Typ von Scanner sehr komplex und rechenintensiv ist. Ferner können die geforderten dynamischen Kennwerte und die geforderte Genauigkeit aufgrund der Konstruktion der Lagerstellen nicht oder nur unzureichend erzielt werden. Furthermore, mirror deflection systems are known in which only one mirror (so-called single-mirror deflection systems or one-mirror scanner) is provided. In such a single-mirror scanner, which is coupled with an eccentrically mounted kinematic system, a mathematical description in real time is not possible or only with an extremely high computational effort, since the mathematical relationships between the kinematic system, the mirror movement and the Shifting of the laser beam are extremely complex. As a result, the design of a controller for this type of scanner is very complex and computationally intensive. Furthermore, the required dynamic characteristics and the required accuracy due to the construction of the bearing points can not or only insufficiently be achieved.
Aus der DE 100 27 148 A1 ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines fokussierbaren Lasers bekannt, wobei die Vorrichtung eine Laserquelle und wenigstens einen im Laserweg des Lasers angeordneten beweglich verstellbaren Scannerspiegel aufweist. From DE 100 27 148 A1 a device for processing a workpiece by means of a focusable laser is known, wherein the device has a laser source and at least one arranged in the laser path of the laser movably adjustable scanner level.
Die DE 100 33 846 A1 offenbart eine Spiegelverstellvorrichtung für eine Laserbearbeitungsvorrichtung, bei der ein Spiegel an einem festen Rahmen verstellbar befestigt ist und bei der zwischen dem Rahmen und dem Spiegel elektrische Linearmotoren für die Spiegelverstellung angeordnet sind, die über Stellelemente auf den Spiegel einwirken. DE 100 33 846 A1 discloses a Spiegelverstellvorrichtung for a laser processing apparatus in which a mirror is fixedly mounted on a fixed frame and in which are arranged between the frame and the mirror electric linear motors for mirror adjustment, which act on the mirror via adjusting elements.
Die DE 10 2005 023 985 A1 beschreibt eine Scannervorrichtung für einen Leistungslaser zur Materialbearbeitung mit einer Abbildungsoptik, die einen um zwei Achsen schwenkbar gelagerten und von zwei Aktuatoren angetriebenen Ablenkspiegel aufweist, und mit der der Laserstrahl als Spot auf Bearbeitungsstellen von Werkstücken projizierbar ist, wobei zwischen den Aktuatoren und dem Ablenkspiegel Koppelmittel vorgesehen sind, die mit einem ersten Ende an den Aktuatoren und mit einem zweiten Ende an dem Ablenk- Spiegel schwenkbar gelagert sind, so dass die durch Massenträgheit auf die Schwenklagerung wirkenden Kräfte minimiert werden. DE 10 2005 023 985 A1 describes a scanner device for a power laser for material processing with an imaging optics, which has a pivotable mounted about two axes and driven by two actuators deflection mirror, and with which the laser beam can be projected as spot on processing sites of workpieces, wherein between Coupling means are provided for the actuators and the deflecting mirror, said coupling means being provided with a first end on the actuators and with a second end on the deflecting means. Mirror are pivotally mounted, so that the forces acting on the pivot bearing by inertia are minimized.
In der DE 10 2005 033 605 A1 ist ein Laserscanner für ein Remote- Schweißverfahren offenbart, der einen Lichtwellenleiter, eine erste Konvexlinse, eine Konkavlinse, eine Abbildungseinheit und einen Scannerspiegel aufweist, wobei der Scannerspiegel zur Verlagerung eines Fokuspunktes in zwei Richtungen ansteuerbar ist und wobei eine Vorrichtung zur Variation des Abstandes zwischen dem Scannerspiegel und dem Fokuspunkt vorgesehen ist. Dabei weist die Vorrichtung einen mit der Konkavlinse antriebsmäßig verbundenen Aktuator auf. DE 10 2005 033 605 A1 discloses a laser scanner for a remote welding method which has an optical waveguide, a first convex lens, a concave lens, an imaging unit and a scanner mirror, wherein the scanner mirror can be driven in two directions to displace a focal point and wherein a device for varying the distance between the scanner mirror and the focal point is provided. In this case, the device has a drive connected to the concave lens actuator.
Die DE 10 2006 002 931 A1 zeigt eine Optikeinheit zum Laser-Remote- Schweißen, wobei der Bearbeitungsabstand mehr als 250 mm beträgt und wobei für ein Strahlparameterprodukt der Laserstrahlquelle von mehr als 16 mm mrad eine Sammellinse mit einem Durchmesser von über 60 mm vorhanden ist. DE 10 2006 002 931 A1 shows an optical unit for laser remote welding, wherein the machining distance is more than 250 mm and wherein for a beam parameter product of the laser beam source of more than 16 mm mrad a converging lens with a diameter of about 60 mm is present.
Die DE 202 12 115 U1 betrifft eine Vorrichtung zur Ablenkung eines Laserstrahls mit einem Ablenkspiegel, der um einen in seiner Spiegelfläche liegenden Drehfixpunkt allseitig verkippbar gelagert ist, und mit einem Antrieb zum Verkippen des Ablenkspiegels, der an einem Schwenkteil mit teilkugelförmiger Außenoberfläche angeordnet ist, um deren Kugelmittelpunkt das Schwenkteil in einer zumindest teilweise kalottenförmigen Lagerfläche allseitig drehbar gelagert ist, wobei der Antrieb mit dem Schwenkteil zusammenwirkt. DE 202 12 115 U1 relates to a device for deflecting a laser beam with a deflection mirror, which is mounted on all sides tiltable about a lying in its mirror surface pivot point, and with a drive for tilting the deflection mirror, which is arranged on a pivot member with part-spherical outer surface to the center of the ball, the pivoting part is rotatably supported on all sides in an at least partially dome-shaped bearing surface, wherein the drive cooperates with the pivoting part.
Die DE 101 30 199 A1 bezieht sich auf eine Scannervorrichtung für einen Leistungslaser zur Materialbearbeitung mit einer Abbildungsoptik, mittels der der über einen Lichtwellenleiter eingeführte Laserstrahl als Spot auf die Bearbeitungsstellen einer Bearbeitungsfläche projiziert wird. Die Abbildungsoptik hat eine Aufweitungsoptik mit einer ersten Linseneinheit sowie eine Fokussieroptik mit einer zweiten Linseneinheit. Um die Abdeckung größerer Bearbeitungsfelder bei einer hohen Fokussierbarkeit zu ermöglichen, ist die Abbildungsoptik der Scannervorrichtung in einem kardanisch aufgehängten Gestell angeordnet, innerhalb dessen der divergierende Laserstrahl mit mehrfacher Umlenkung in die erste Linseneinheit eingelenkt und der aufge- weitete Laserstrahl von der ersten Linseneinheit zu der zweiten Linseneinheit hin gerade durchgehend geführt ist. DE 101 30 199 A1 relates to a scanner device for a power laser for material processing with imaging optics, by means of which the laser beam introduced via an optical waveguide is projected as a spot onto the processing points of a processing surface. The imaging optics has an expansion optics with a first lens unit and a focusing optics with a second lens unit. In order to enable the coverage of larger processing areas with a high focusability, the imaging optics of the scanner device is arranged in a gimbal-mounted frame, within which the diverging laser beam deflected with multiple deflection in the first lens unit and the up Wide laser beam is guided straight from the first lens unit to the second lens unit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Spiegel-Ablenksystem mit nur einem Spiegel (Ein-Spiegel-Ablenksystem) sowie ein kinematisches Bewegungssystem für ein solches Spiegel-Ablenksystem zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe dessen eine hohe Präzision und Dynamik erreicht sowie gleichzeitig eine analytische mathematische Beschreibung ermöglicht wird. Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung von Werkstücken bzw. Werkstückoberflächen zur Verfügung zu stellen, bei der ein solches Spiegel-Ablenksystem zur Anwendung kommt. It is an object of the present invention to provide a mirror deflection system with only one mirror (single-mirror deflection system) and a kinematic motion system for such a mirror deflection system, by means of which a high precision and dynamics achieved and at the same time an analytical mathematical description is possible. It is also an object of the invention to provide an apparatus for laser machining workpieces or workpiece surfaces, in which such a mirror deflection system is used.
Diese Aufgabe wird durch ein Spiegel-Ablenksystem mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und durch eine Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung mit den Merkmalen von Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche. This object is achieved by a mirror deflection system having the features of claim 1 and by a laser processing apparatus having the features of claim 11. Advantageous embodiments are the subject matter of the respective subclaims.
Durch das erfindungsgemäße Spiegel-Ablenksystem bzw. durch die zugehörige Laser-Bearbeitungsvorrichtung werden im Wesentlichen die folgenden Merkmale realisiert: The mirror deflection system according to the invention or the associated laser processing device essentially realize the following features:
Das Spiegel-Ablenksystem weist lediglich einen Spiegel auf (Ein-Spiegel- The mirror deflection system has only one mirror (single mirror
Scanner), wobei in dem Laser-Scanner natürlich weitere Ablenkspiegel vorgesehen sein können. Scanner), which of course further deflecting mirrors may be provided in the laser scanner.
Die Verstellung des Spiegels erfolgt über eine parallelkinematische Antriebseinrichtung, vorzugsweise mit Hilfe von Linearantrieben. Der Begriff "Linearantrieb" umfasst aber auch Antriebe, bei denen eine rotatorische Antriebsbewegung durch ein geeignetes Getriebe in eine lineare Bewegung umgewandelt wird.  The adjustment of the mirror via a parallel kinematic drive device, preferably by means of linear drives. The term "linear drive" but also includes drives in which a rotary drive movement is converted by a suitable gear in a linear movement.
Das Spiegel-Ablenksystem weist eine bewegliche Antriebslagerung mit vorzugsweise mindestens zwei Freiheitsgraden in der Achse der Linearbewegung auf.  The mirror deflection system has a movable drive bearing with preferably at least two degrees of freedom in the axis of linear motion.
Der Spiegel ist vorzugsweise mittels einer doppelkardanischen Spiegellagerung gelagert. Der Begriff "doppelkardanisch" ist hierbei so zu verstehen, dass auch funktions- bzw. wirkungsgleiche Lagerungen umfasst sind. Das Spiegel-Ablenksystem ist optional mit einer oder mehreren Messeinrichtungen zur wirkstellennahen Winkelmessung, d.h. zur Messung der Winkelstellung des Ablenkspiegels, gekoppelt. The mirror is preferably mounted by means of a double-cardan mirror bearing. The term "Doppelkardanisch" is to be understood in this case that also functional or equivalent storage are included. The mirror deflection system is optionally coupled to one or more measuring devices for close-to-position angle measurement, ie for measuring the angular position of the deflection mirror.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spiegel-Ablenksystems und insbesondere durch die doppelkardanische Aufhängung des Spiegels werden die folgenden Vorteile erreicht: With the aid of the mirror deflection system according to the invention and in particular by the double-cardan suspension of the mirror, the following advantages are achieved:
Bei der doppelkardanischen Aufhängungskonstruktion können Lager verwendet werden, die nur einen rotatorischen Freiheitsgrad benötigen. Diese Lager können, im Vergleich zu Lagern mit zwei oder mehr Freiheitsgraden, mit höherer Steifigkeit und Präzision hergestellt und montiert werden, was zu einer signifikanten Verbesserung der Genauigkeit des Ablenksystems führt, da die bei der Erfindung verwendeten Lagerstellen deutlich kleinere Toleranzen aufweisen.  In the double-cardan suspension construction, bearings requiring only one rotational degree of freedom can be used. These bearings can be manufactured and assembled with greater rigidity and precision compared to bearings having two or more degrees of freedom, resulting in a significant improvement in the accuracy of the deflection system, since the bearings used in the invention have significantly smaller tolerances.
Durch die Verwendung der doppelkardanischen Aufhängungskonstruktion des Spiegels kreuzen sich die beiden Drehachsen direkt auf der Mitte der Oberfläche des Ablenkspiegels. Damit ist die Mittellinie des Laserstrahls unabhängig vom Schwenkwinkel des Ablenkspiegels über den gesamten Strahlweg konstant. Insbesondere bleibt bei dieser Konstruktion auch der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf dem Ablenkspiegel konstant, und zwar unabhängig vom Schwenkwinkel. Folglich lässt sich eine analytisch mathematische Beschreibung ableiten, die die Beziehung zwischen der Position des Spiegels, dem Laserfokus und den Antrieben ermöglicht. Im Ergebnis lässt sich mit Hilfe der vorliegenden Erfindung der Laserfokus (Brennpunkt) des Laserstrahls steuerungs- und regelungstechnisch mit sehr hoher Präzision auf definierten Bahnen auf dem Werkstück führen.  By using the double-cardan suspension structure of the mirror, the two axes of rotation intersect directly on the center of the surface of the deflecting mirror. Thus, the center line of the laser beam is independent of the tilt angle of the deflection mirror over the entire beam path constant. In particular, in this construction, the impact point of the laser beam on the deflection mirror remains constant, regardless of the pivoting angle. Consequently, an analytic mathematical description can be derived which allows the relationship between the position of the mirror, the laser focus and the drives. As a result, with the aid of the present invention, the laser focus (focal point) of the laser beam can be controlled and regulated with very high precision on defined paths on the workpiece.
Mit Hilfe der mathematischen Beschreibung lässt sich wiederum eine Echtzeitsteuerung des erfindungsgemäßen Spiegel-Ablenksystems realisieren, wodurch die Gesamtdynamik des Systems verbessert werden kann. Außerdem kann die Beherrschbarkeit des Ablenksystems wesentlich verbessert werden.  With the aid of the mathematical description, a real-time control of the mirror deflection system according to the invention can again be realized, as a result of which the overall dynamics of the system can be improved. In addition, the controllability of the deflection system can be significantly improved.
Durch die wirkstellennahe Messung der Spiegelposition (d.h. an oder um die Lagerstellen der doppelkardanischen Aufhängung des Spiegels) lässt sich mit sehr hoher Genauigkeit die Position des Spiegels im Raum bestimmen. Diese Positionsdaten können für die Steuerung und Regelung der Antriebseinrichtung verwendet werden. By measuring the position of the mirror (ie at or around the bearing points of the double-cardan suspension of the mirror), the position of the mirror in space can be determined with very high accuracy determine. This position data can be used for the control and regulation of the drive device.
Das Spiegel-Ablenksystem der vorliegenden Erfindung wird zur Ablenkung eines Laserstrahls verwendet, der wiederum beispielsweise bei einer Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung von Werkstücken oder bei einer ähnlichen Vorrichtung Anwendung findet. Vorzugsweise ist das Spiegel-Ablenksystem Bestandteil eines Laser-Scanners. Wie vorstehend erläutert, weist das Spiegel- Ablenksystem lediglich einen beweglichen Spiegel auf, der mittels einer Antriebseinrichtung so bewegt werden kann, dass ein von einer Laserstrahlquelle erzeugter Laserstrahl mittels dieses schwenkbaren Spiegels so reflektiert und umgelenkt werden kann, dass der reflektierte bzw. umgelenkte Laserstrahl mit hoher Präzision und Geschwindigkeit in einer gewünschten Richtung auf ein Werkstück gelenkt werden kann. The mirror deflection system of the present invention is used to deflect a laser beam, which in turn finds application, for example, in an apparatus for laser machining workpieces or a similar device. Preferably, the mirror deflection system is part of a laser scanner. As explained above, the mirror deflection system only has a movable mirror which can be moved by means of a drive device so that a laser beam generated by a laser beam source can be reflected and deflected by means of this pivotable mirror so that the reflected or deflected laser beam with high precision and speed in a desired direction can be directed to a workpiece.
Das erfindungsgemäße Spiegel-Ablenksystem weist einen Spiegel auf, der durch eine doppelkardanische Aufhängungseinrichtung bewegbar gehalten ist. Bei dieser Aufhängungseinrichtung ist der Spiegel unabhängig um zwei zueinander im Wesentlichen senkrecht verlaufende Achsen schwenkbar gehalten. The mirror deflection system according to the invention comprises a mirror that is movably supported by a double cardan suspension device. In this suspension device, the mirror is held pivotable independently about two mutually substantially perpendicular axes.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Aufhängungseinrichtung einen ersten inneren Rahmen, in dem der Spiegel um eine erste Achse schwenkbar gehalten ist, und einen zweiten äußeren Rahmen oder Basis auf, in dem der erste Rahmen um eine zweite Achse schwenkbar gehalten ist. Der zweite Rahmen ist vorzugsweise feststehend. Der zweite Rahmen kann aber auch durch ein bzw. zwei feststehende Lager gebildet sein, um die zweite Achse zu halten. Die erste und die zweite Achse verlaufen im Wesentlichen senkrecht zueinander. In a preferred embodiment, the suspension means comprises a first inner frame in which the mirror is pivotally supported about a first axis and a second outer frame or base in which the first frame is pivotally supported about a second axis. The second frame is preferably fixed. The second frame can also be formed by one or two fixed bearings to hold the second axis. The first and second axes are substantially perpendicular to each other.
Das erfindungsgemäße Spiegel-Ablenksystem weist außerdem eine Antriebseinrichtung auf, um den Spiegel bewegen zu können. Diese Antriebseinrichtung umfasst vorzugsweise zwei Linearantriebe, die voneinander beabstandet sind und im Wesentlichen parallel verlaufen. Die Linearantriebe sind vorzugsweise als Linearmotoren ausgestaltet und haben jeweils ein erstes und ein zweites Ende, an denen jeweils ein Gelenkteil vorgesehen ist. Das erste Ende von jedem der beiden Linearantriebe ist jeweils an einem ersten Gelenkpunkt gelenkig mit einem zugehörigen feststehenden Lager (Basis) gekoppelt, und das zweite Ende von jedem der beiden Linearantriebe ist jeweils an einem zweiten Gelenkpunkt gelenkig mit dem Spiegel gekoppelt. Die beiden zweiten Gelenkpunkte der beiden Linearantriebe sind an der der reflektierenden Spiegelfläche gegenüberliegenden Seite des Spiegels (Rückseite des Spiegels) vorgesehen. Das erste Ende von jedem der beiden Linearantriebe ist jeweils gelenkig mit dem feststehenden Lager (Basis) gekoppelt, an dem auch der zweite äußere Rahmen angebracht ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenkpunkt kann statt eines Linearantriebs auch jeweils eine Stange vorgesehen sein, wobei der zweite Gelenkpunkt, statt mit einem feststehenden Lager, mit einem Linearantrieb gekoppelt sein kann. Eine solche Lösung ist bevorzugt, da die Summe der zu bewegenden Massen verringert wird. The mirror deflection system according to the invention also has a drive device in order to move the mirror can. This drive device preferably comprises two linear drives, which are spaced apart from each other and extend substantially parallel. The linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first and a second end, on each of which a hinge part is provided. The first The end of each of the two linear actuators is pivotally coupled to a respective fixed bearing (base) at a first pivot point, respectively, and the second end of each of the two linear drives is pivotally coupled to the mirror at a second pivot point, respectively. The two second hinge points of the two linear drives are provided on the side opposite the reflective mirror surface side of the mirror (back of the mirror). The first end of each of the two linear drives is each pivotally coupled to the fixed bearing (base) to which the second outer frame is also attached. Between the first and the second hinge point, instead of a linear drive, a rod can also be provided in each case, wherein the second hinge point, instead of a stationary bearing, can be coupled to a linear drive. Such a solution is preferred because the sum of the masses to be moved is reduced.
Die beiden zweiten Gelenkpunkte sind an Stellen an der Rückseite des Spiegels vorgesehen, die sich beispielsweise auf einer Diagonalen zwischen der ersten und der zweiten Schwenkachse sowie an gegenüberliegenden Seiten des Schnittpunkts der ersten und der zweiten Schwenkachse befinden. Die beiden zweiten Gelenkpunkte können aber auch an anderen Stellen an der Rückseite des Spiegels vorgesehen sein. So können die beiden zweiten Gelenkpunkte beispielsweise an der unteren, der oberen oder an einer der beiden Seitenkanten des Spiegels vorgesehen sein. Der Spiegel ist üblicherweise rechteckig oder quadratisch; allerdings kann der Spiegel auch rund sein oder zumindest abgerundete Ecken haben. Die beiden ersten und die beiden zweiten Gelenkpunkte können vorzugsweise durch Kardankreuzgelenke gebildet sein, wobei aber auch andere Arten von Gelenken verwendet werden können, die dem Fachmann bekannt sind. The two second hinge points are provided at locations on the back of the mirror, which are located, for example, on a diagonal between the first and the second pivot axis and on opposite sides of the intersection of the first and the second pivot axis. The two second hinge points can also be provided at other locations on the back of the mirror. Thus, the two second pivot points may be provided, for example, at the lower, the upper or at one of the two side edges of the mirror. The mirror is usually rectangular or square; however, the mirror can also be round or at least have rounded corners. The first and second pivot points may preferably be formed by cardan universal joints, but other types of joints known to those skilled in the art may be used.
Folglich weist das Spiegel-Ablenksystem der vorliegenden Erfindung eine parallelkinematische Antriebseinrichtung für einen Ablenkspiegel auf, der durch eine doppelkardanische Aufhängung relativ zu einer feststehenden Basis bewegbar gehalten ist. Thus, the mirror deflection system of the present invention comprises a parallel kinematic drive device for a deflection mirror that is movably supported by a double cardan suspension relative to a stationary base.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Spiegel-Ablenksystem der vorliegenden Erfindung außerdem mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels auf. Diese mindestens eine Winkelmess- einrichtung umfasst vorzugsweise eine erste Winkelmesseinrichtung, die zwischen dem ersten inneren Rahmen und dem Spiegel sowie vorzugsweise an der ersten Schwenkachse (d.h. wirkstellennah) vorgesehen ist, um die Winkelposition des Spiegels relativ zum ersten inneren Rahmen zu erfassen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine zweite Winkelmesseinrichtung zwischen dem ersten inneren Rahmen und dem zweiten äußeren Rahmen (bzw. der feststehenden Basis) und vorzugsweise an der zweiten Schwenkachse (d.h. wirkstellennah) vorgesehen, um die Winkelposition des ersten inneren Rahmens relativ zum zweiten äußeren Rahmen zu erfassen. In a preferred embodiment, the mirror deflection system of the present invention further comprises at least one means for measuring the angular position of the mirror. These at least one angle measuring The device preferably comprises a first angle measuring device, which is provided between the first inner frame and the mirror and preferably on the first pivot axis (ie close to the action) in order to detect the angular position of the mirror relative to the first inner frame. In a preferred embodiment, a second angle-measuring device is provided between the first inner frame and the second outer frame (or fixed base), and preferably at the second pivot axis (ie, near-the-action) to increase the angular position of the first inner frame relative to the second outer frame to capture.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die ausgestaltet ist, um die beiden Linearantriebe anzusteuern. Dazu ist jeder der beiden Linearantriebe mit der Steuereinrichtung elektrisch gekoppelt, um den beiden Linearantrieben entsprechende elektrische Signale zuzuführen, um die Linearantriebe auf gewünschte Weise zu verfahren. Die Linearantriebe haben vorzugsweise eine Ruhestellung (oder Null-Position), wobei sich der Spiegel, wenn sich beide Linearantriebe in der Ruheposition befinden, ebenfalls in seiner Ruheposition befindet, in der sich der Spiegel mit dem ersten Rahmen in Ausrichtung befindet und sich der erste Rahmen mit dem zweiten Rahmen in Ausrichtung befindet. Zum Verstellen des Spiegels werden den Linearantrieben jeweils elektrische Signale zugeführt, wodurch die Linearantriebe entweder ausgefahren (bzw. vorgefahren) oder eingefahren (bzw. zurückgefahren) werden. Theoretisch würde diese einfache Art der Steuerung ausreichen. Wenn jedoch eine genauere Steuerung bzw. Regelung erwünscht ist, müssen zusätzliche Messeinrichtungen vorgesehen sein, um die Position des Spiegels (und damit die Position des Laserstrahls) möglichst genau steuern zu können. Theoretisch kann die Ruheposition des Spiegels mittels eines Laserstrahls eingestellt werden, indem ein Laserstrahl auf den Spiegel geleitet und der reflektierte Strahl von einem Detektor erfasst wird. Vorzugsweise sind aber Einrichtungen zum Messen der Winkelposition des Spiegels vorgesehen. Diese Einrichtungen umfassen, wie vorstehend erläutert, vorzugsweise eine Einrichtung zum Messen der Winkelposition des Spiegels relativ zum inneren ersten Rahmen und/oder eine Einrichtung zum Messen der Winkelposition des inneren ersten Rahmens relativ zum äußeren zweiten Rahmen. Diese Messeinrichtungen sind vorzugsweise an der ersten und/oder an der zweiten Achse vorgesehen. Es ist bevorzugt, dass die Einrichtung(en) zur Messung der Winkelposition des Spiegels bzw. des inneren Rahmens entsprechende elektrische Messsignale ausgeben, die der Steuereinrichtung zugeführt werden. Folglich kann die Ist-Stellung des Spiegels gemessen und in der Steuereinrichtung mit der Soll-Stellung verglichen werden. In a preferred embodiment, a control device is provided, which is designed to control the two linear actuators. For this purpose, each of the two linear actuators is electrically coupled to the control device in order to supply the two linear drives corresponding electrical signals in order to move the linear drives in the desired manner. The linear drives preferably have a rest position (or zero position), with the mirror, when both linear drives are in the rest position, also in its rest position, in which the mirror is in alignment with the first frame and the first frame with the second frame in alignment. To adjust the mirror, the linear drives each electrical signals are supplied, whereby the linear actuators either extended (or driven up) or retracted (or moved back). Theoretically, this simple type of control would suffice. However, if more accurate control is desired, additional measuring means must be provided to control the position of the mirror (and thus the position of the laser beam) as accurately as possible. Theoretically, the rest position of the mirror can be adjusted by means of a laser beam by passing a laser beam onto the mirror and detecting the reflected beam by a detector. Preferably, however, means are provided for measuring the angular position of the mirror. As explained above, these means preferably comprise means for measuring the angular position of the mirror relative to the inner first frame and / or means for measuring the angular position of the inner first frame relative to the outer second frame. These measuring devices are preferably provided on the first and / or on the second axis. It is preferred that the device (s) for measuring the angular position of the mirror or of the inner frame output corresponding electrical measuring signals which are fed to the control device. Consequently, the actual position of the mirror can be measured and compared in the control device with the desired position.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden der Steuereinrichtung Daten (Soll-Daten) zugeführt, durch die angegeben wird, wie der Spiegel über einen zeitlichen Verlauf verschwenkt werden soll, damit der Laserstrahl auf einem gewünschten Pfad über das zu bearbeitende Werkstück geführt wird. Diese Daten enthalten vorzugsweise Steuerdaten zum Ansteuern der beiden Linearantriebe als Funktion der Zeit. Mit Hilfe der Messdaten (Ist-Daten) von den Einrichtungen zum Messen der Winkelposition des Spiegels kann die aktuelle Position des Spiegels mit hoher Genauigkeit nachgeregelt werden, indem die Soll-Daten mit den Ist-Daten von den Messeinrichtungen verglichen werden. In a preferred embodiment, data (nominal data) is supplied to the control device, which indicates how the mirror is to be pivoted over a time course, so that the laser beam is guided over the workpiece to be machined on a desired path. These data preferably contain control data for driving the two linear drives as a function of time. With the aid of the measurement data (actual data) from the devices for measuring the angular position of the mirror, the current position of the mirror can be readjusted with high accuracy by comparing the desired data with the actual data from the measuring devices.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in The present invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to drawings. The drawings show in
Fig. 1 eine schematische Prinzip-Darstellung einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Spiegel-Ablenksystems; 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the mirror deflection system according to the invention;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der doppelkardanischen Aufhängungseinrichtung des erfindungsgemäßen Spiegel-Ablenksystems ; FIG. 2 shows a perspective illustration of a further embodiment of the double-cardan suspension device of the mirror deflection system according to the invention; FIG.
Fig. 3 eine weitere perspektivische Darstellung der doppelkardanischen Fig. 3 is a further perspective view of the doppelkardanischen
Aufhängungseinrichtung aus Figur 2;  Suspension device of Figure 2;
Fig. 4 noch eine perspektivische Darstellung der doppelkardanischen Fig. 4 is a perspective view of the doppelkardanischen
Aufhängungseinrichtung aus Figur 2;  Suspension device of Figure 2;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des Spiegel- Ablenksystems mit der Aufhängungseinrichtung aus Figuren 2-4; und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des Spiegel-5 shows a perspective illustration of an embodiment of the mirror deflection system with the suspension device from FIGS. 2-4; and 5 is a perspective view of an embodiment of the mirror
Ablenksystems auf Basis der Konstruktion aus Figur 1. Deflection system based on the construction of FIG. 1.
In Figur 1 ist das Spiegel-Ablenksystem 1 der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Spiegel-Ablenksystem 1 weist einen Spiegel 2 auf, der durch eine Aufhängungseinrichtung unabhängig um zwei zueinander im Wesentlichen senkrecht verlaufende Achsen 3, 4 schwenkbar gehalten ist. In Figure 1, the mirror deflection system 1 of the present invention is shown. The mirror deflection system 1 has a mirror 2, which is held by a suspension device independently about two mutually substantially perpendicular axes 3, 4 pivotally.
Bei der gezeigten Ausgestaltung weist die Aufhängungseinrichtung einen ersten inneren Rahmen 5, in dem der Spiegel 2 um die erste Achse 3 über Kugel- oder Wellenlager schwenkbar gehalten ist, und einen zweiten äußeren Rahmen 6 auf, in dem der erste Rahmen 5 um die zweite Achse 4 schwenkbar gehalten ist. Der zweite Rahmen 6 ist vorzugsweise feststehend. Der zweite Rahmen kann aber auch durch ein bzw. zwei feststehende Lager 7, 8 (Kugeloder Wellenlager) gebildet sein, um die zweite Achse 4 zu halten. Die erste Achse 3 und die zweite Achse 4 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zueinander. In the illustrated embodiment, the suspension means comprises a first inner frame 5 in which the mirror 2 is pivotally supported about the first axis 3 via ball or shaft bearings, and a second outer frame 6 in which the first frame 5 is about the second axis 4 is held pivotally. The second frame 6 is preferably fixed. The second frame can also be formed by one or two fixed bearings 7, 8 (ball or shaft bearing) to hold the second axis 4. The first axis 3 and the second axis 4 are substantially perpendicular to each other.
Das erfindungsgemäße Spiegel-Ablenksystem 1 weist außerdem zwei Linearantriebe 9, 10 auf, um den Spiegel 2 bewegen zu können. Diese beiden Linearantriebe sind voneinander beabstandet und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Die Linearantriebe sind vorzugsweise als Linearmotoren ausgestaltet und haben jeweils ein erstes 11 und ein zweites Ende 12, an denen jeweils ein Gelenkteil vorgesehen ist. Das erste Ende 11 von jedem der beiden Linearantriebe 9, 10 ist jeweils an einem ersten Gelenkpunkt 13 gelenkig mit einem zugehörigen feststehenden Lager 14 (Basis) gekoppelt, und das zweite Ende 12 von jedem der beiden Linearantriebe 9, 10 ist jeweils an einem zweiten Gelenkpunkt 15 gelenkig mit dem Spiegel 2 gekoppelt. Die beiden zweiten Gelenkpunkte 15 der beiden Linearantriebe 9, 10 sind an der der reflektierenden Spiegelfläche gegenüberliegenden Seite des Spiegels 2 (Rückseite des Spiegels) vorgesehen. The mirror deflection system 1 according to the invention also has two linear drives 9, 10 in order to move the mirror 2 can. These two linear drives are spaced apart and substantially parallel to each other. The linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first 11 and a second end 12, on each of which a hinge part is provided. The first end 11 of each of the two linear drives 9, 10 is pivotally coupled to a respective fixed bearing 14 (base) at a first hinge point 13, respectively, and the second end 12 of each of the two linear drives 9, 10 is respectively at a second hinge point 15 articulated coupled with the mirror 2. The two second pivot points 15 of the two linear drives 9, 10 are provided on the side opposite the reflective mirror surface side of the mirror 2 (back of the mirror).
In der in Figur 1 gezeigten Ausgestaltung sind die beiden zweiten Gelenkpunkte 15 an der unteren Seitenkante des Spiegels vorgesehen. Die beiden ersten und die beiden zweiten Gelenkpunkte 13, 15 der beiden Linear- antriebe sind vorzugsweise durch Kugelgelenke oder Kardankreuzgelenke gebildet. In the embodiment shown in Figure 1, the two second hinge points 15 are provided on the lower side edge of the mirror. The two first and the two second pivot points 13, 15 of the two linear Drives are preferably formed by ball joints or cardan universal joints.
Das in Figur 1 gezeigte Spiegel-Ablenksystem weist außerdem mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels auf. Diese mindestens eine Winkelmesseinrichtung umfasst vorzugsweise eine erste Winkelmesseinrichtung 16, die zwischen dem ersten inneren Rahmen 5 und dem Spiegel 2 vorzugsweise an der ersten Schwenkachse 3 (bevorzugt an dem Lager der ersten Achse) vorgesehen ist, um die Winkelposition des Spiegels relativ zum ersten inneren Rahmen 5 zu erfassen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine zweite Winkelmesseinrichtung 17 zwischen dem ersten inneren Rahmen 5 und dem zweiten äußeren Rahmen 6 (Basis) vorzugsweise an der zweiten Schwenkachse 4 vorgesehen, um die Winkelposition des ersten inneren Rahmens 5 relativ zum zweiten äußeren Rahmen 6 zu erfassen. The mirror deflection system shown in FIG. 1 also has at least one device for measuring the angular position of the mirror. This at least one angle measuring device preferably comprises a first angle measuring device 16, which is provided between the first inner frame 5 and the mirror 2, preferably on the first pivot axis 3 (preferably on the first axis bearing), about the angular position of the mirror relative to the first inner frame 5 to capture. In a preferred embodiment, a second angle measuring device 17 between the first inner frame 5 and the second outer frame 6 (base) is preferably provided on the second pivot axis 4 to detect the angular position of the first inner frame 5 relative to the second outer frame 6.
Aus Figur 1 ist offensichtlich, dass die Linearantriebe 9, 10 hinsichtlich ihrer Länge verstellt werden können, was durch Pfeile dargestellt ist. Durch geeignete Ansteuerung der Linearantriebe können die Linearantriebe also verlängert bzw. verkürzt werden. Dadurch wird der Abstand zwischen dem ersten Gelenkpunkt 13 und dem zweiten Gelenkpunkt 15 entweder vergrößert oder verkleinert. In der in Figur 1 gezeigten Ausgestaltung wird beispielsweise der Spiegel 2 um die zweite horizontale Achse 4 geschwenkt, wenn beide Linearantriebe gleichzeitig verlängert oder verkürzt werden. Eine Schwenkbewegung des Spiegels 2 um die erste vertikale Achse 3 erfolgt beispielsweise dann, wenn einer der Linearantriebe verlängert wird, während der andere Antrieb verkürzt wird, und umgekehrt. Ein Verschwenken des Spiegels 2 um beide Achsen 3, 4 wird durch kombinierte Verlängerung bzw. Verkürzung der Linearantriebe 9, 10 erreicht. Entscheidend bei der Ausgestaltung aus Figur 1 ist die Tatsache, dass die ersten Gelenkpunkte 13 räumlich feststehend sind. Auf diese Weise lässt sich die Beziehung zwischen der Ansteuerung der Linearmotoren und der entsprechenden Winkelstellung des Spiegels durch ein relativ einfaches mathematisches Model umsetzen. From Figure 1 it is obvious that the linear actuators 9, 10 can be adjusted in terms of their length, which is shown by arrows. By suitable control of the linear drives, the linear drives can thus be extended or shortened. As a result, the distance between the first pivot point 13 and the second pivot point 15 is either increased or decreased. In the embodiment shown in Figure 1, for example, the mirror 2 is pivoted about the second horizontal axis 4, if both linear drives are extended or shortened simultaneously. A pivoting movement of the mirror 2 about the first vertical axis 3 takes place, for example, when one of the linear drives is extended, while the other drive is shortened, and vice versa. A pivoting of the mirror 2 about both axes 3, 4 is achieved by combined extension or shortening of the linear drives 9, 10. Decisive in the embodiment of Figure 1 is the fact that the first pivot points 13 are spatially fixed. In this way, the relationship between the driving of the linear motors and the corresponding angular position of the mirror can be implemented by a relatively simple mathematical model.
Figuren 2, 3 und 4 zeigen perspektivische Darstellungen der beispielhaften doppelkardanischen Aufhängungseinrichtung des Spiegel-Ablenksystems 1 aus Figur 1 aus verschiedenen Blickwinkeln. Figur 2 zeigt die Rück- seite des Spiegels 2, der über Kugel- oder Wellenlager 18, 19 an dem ersten inneren Rahmen 5 schwenkbar gelagert ist. Anstelle der Kugel- oder Wellenlager können aber auch andere Arten von Lagern verwendet werden, mit Hilfe derer der Spiegel beweglich gelagert ist; wichtig ist nur, dass der Spiegel beweglich gelagert ist. Eines dieser Kugellager 18, 19 ist mit einer Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels 2 relativ zum inneren Rahmen 5 versehen. Die Messeinrichtung ist ein herkömmlicher Rotationssensor oder Winkelsensor. Die Signalleitungen können durch den ersten Rahmen 5 oder an der Außenseite des Rahmens geführt sein. Der erste Rahmen 5 ist durch Kugel- oder Wellenlager 20, 21 an einem zweiten äußeren Rahmen 6 schwenkbar gelagert. Eines dieser Kugellager 20, 21 ist mit einer Einrichtung zur Messung der Winkelposition des inneren Rahmens 5 relativ zum äußeren Rahmen 6 versehen. Diese Messeinrichtung ist ebenfalls ein herkömmlicher Rotationssensor oder Winkelsensor. Die Signalleitungen können durch den zweiten Rahmen 6 oder an der Außenseite dieses Rahmens geführt sein. Der zweite Rahmen 6 ist in dieser Ausgestaltung durch einen im Wesentlichen C-förmigen Haltearm gebildet, der mit einem Befestigungsabschnitt 22 versehen ist. Wie in Figur 2 gezeigt, sind an der unteren Seite des Spiegels 2 zwei Befestigungsohren 23 vorgesehen, die zur Befestigung der zweiten Gelenke 15 dienen. Figures 2, 3 and 4 show perspective views of the exemplary Doppelkardanischen suspension device of the mirror deflection system 1 of Figure 1 from different angles. FIG. 2 shows the return side of the mirror 2, which is pivotally mounted on ball or shaft bearings 18, 19 on the first inner frame 5. Instead of the ball or shaft bearings but other types of bearings can be used, by means of which the mirror is movably mounted; It is only important that the mirror is movably mounted. One of these ball bearings 18, 19 is provided with means for measuring the angular position of the mirror 2 relative to the inner frame 5. The measuring device is a conventional rotation sensor or angle sensor. The signal lines may be passed through the first frame 5 or on the outside of the frame. The first frame 5 is pivotally mounted by ball or shaft bearings 20, 21 on a second outer frame 6. One of these ball bearings 20, 21 is provided with means for measuring the angular position of the inner frame 5 relative to the outer frame 6. This measuring device is also a conventional rotation sensor or angle sensor. The signal lines may be routed through the second frame 6 or on the outside of this frame. The second frame 6 is formed in this embodiment by a substantially C-shaped support arm, which is provided with a mounting portion 22. As shown in Figure 2, two mounting ears 23 are provided on the lower side of the mirror 2, which serve for fastening the second joints 15.
Figuren 2 bis 4 zeigen eine Ausgestaltung, bei der die zweiten Gelenke 15 über eine Stange 24 mit den ersten Gelenken 13 gekoppelt sind. Bei einer Ausführung der Erfindung sind die ersten Gelenke 13 mit den Linearantrieben gekoppelt. Es ist allerdings bevorzugt (siehe Figur 1) die Stangen 24 durch Linearantriebe 9, 10 zu ersetzen, wobei hierbei die ersten Gelenke 13 feststehend sind. Für diese zweite Ausgestaltung lässt sich ein relativ einfaches mathematisches Model erstellen, wodurch mit vertretbarem Rechenaufwand eine Echtzeitsteuerung des Spiegel-Ablenksystems realisiert werden kann. Figures 2 to 4 show an embodiment in which the second joints 15 are coupled via a rod 24 with the first joints 13. In one embodiment of the invention, the first joints 13 are coupled to the linear drives. However, it is preferred (see Figure 1) to replace the rods 24 by linear drives 9, 10, in which case the first joints 13 are fixed. For this second embodiment, a relatively simple mathematical model can be created, whereby a real-time control of the mirror deflection system can be realized with a reasonable computational effort.
Figur 3 zeigt eine seitliche perspektivische Darstellung des Spiegel- Ablenksystems aus Figur 2, und Figur 4 zeigt eine Vorderansicht dieses Systems. In Figur 4 sind die am Spiegel 2 vorgesehenen Befestigungsohren 23 gut zu sehen, an denen die beiden zweiten Gelenke 15 befestigt sind. Die Gelenke 15 sind vorzugsweise als Kreuzgelenke bzw. Kardankreuzgelenke ausgebildet, deren erstes Gelenkteil mit dem Spiegel 2 bzw. mit den Befestigungsohren 23 verbunden ist und deren zweites Gelenkteil mit einer Stange 24 verbunden ist, deren Enden mit den ersten Gelenken 13 verbunden sind, die ebenfalls als Kreuzgelenke bzw. Kardankreuzgelenke ausgebildet sein können. Figure 3 shows a side perspective view of the mirror deflection system of Figure 2, and Figure 4 shows a front view of this system. In Figure 4, provided on the mirror 2 mounting ears 23 are clearly visible, where the two second joints 15 are attached. The joints 15 are preferably designed as universal joints or cardan universal joints, the first joint part with the mirror 2 and with the Fastening ears 23 is connected and whose second hinge part is connected to a rod 24, whose ends are connected to the first joints 13, which may also be formed as universal joints or cardan universal joints.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Spiegel-Ablenksystems aus Figuren 2 bis 4 zusammen mit zwei beispielhaften Linearantrieben. In dieser Ausgestaltung sind die Linearantriebe in zugehörigen Boxen 25, 26 untergebracht, in denen sich vorzugsweise auch die Steuereinrichtungen für jeweiligen Linearantriebe befinden. An der Oberseite der Boxen sind Schlitze ausgebildet, durch die sich Kopplungsmittel erstrecken, an denen die ersten Gelenke 13 angebracht sind, die mit den Stangen 24 verbunden sind. Die Linearantriebe sind vorzugsweise Linearmotoren, können aber auch durch einen Schneckenantrieb oder Zahnstangenantrieb realisiert sein. An der Außenseite der Boxen 25, 26 sind Schnittstellen 27, 28 vorgesehen, die mit einer Rechnereinheit (nicht gezeigt) verbunden werden können, um den Steuereinrichtungen elektrische Signale zur Ansteuerung der Linearantriebe zuzuführen. Durch geeignete Ansteuerung der Linearantriebe werden die Linearantriebe und somit auch die mit Linearantrieben verbundenen Kopplungsmittel hin- und herbewegt. Es ist offensichtlich, dass durch die Hin- und Herbewegung der Linearantriebe auch die ersten Gelenke 13 auf linearen Pfaden hin- und herbewegt werden. Dadurch wiederum werden die Stangen 24, die zweiten Gelenke 5 und schließlich der Spiegel 2 entsprechend bewegt. Wie in Figur 5 gezeigt, sind die Boxen 25, 26 in einer Halterung 29 befestigt. Die Halterung 29 ist an einer Montageplatte 30 befestigt, an der auch der Befestigungsabschnitt 22 des Schenkels 6 befestigt ist. FIG. 5 shows a perspective illustration of the mirror deflection system from FIGS. 2 to 4 together with two exemplary linear drives. In this embodiment, the linear drives are housed in associated boxes 25, 26, in which preferably also the control devices for respective linear drives are located. Slots are formed on the top of the boxes through which coupling means extend to which are attached the first hinges 13 connected to the rods 24. The linear drives are preferably linear motors, but can also be realized by a worm drive or rack drive. On the outside of the boxes 25, 26 interfaces 27, 28 are provided which can be connected to a computer unit (not shown) in order to supply the control means with electrical signals for controlling the linear drives. By suitable control of the linear drives, the linear drives and thus also the coupling means connected with linear drives are reciprocated. It is obvious that the reciprocating motion of the linear drives also causes the first joints 13 to be moved back and forth on linear paths. In turn, the rods 24, the second joints 5 and finally the mirror 2 are moved accordingly. As shown in FIG. 5, the boxes 25, 26 are fastened in a holder 29. The bracket 29 is fixed to a mounting plate 30 to which also the mounting portion 22 of the leg 6 is attached.
Aus Figuren 2 bis 5 ist offensichtlich, dass durch geeignete Verschiebung der beiden Linearantriebe der Spiegel 2 in eine beliebige Position geschwenkt werden kann. Werden die beiden Antriebe nach vorne (in Figur 5 nach rechts/unten) bewegt, wird der Spiegel 2 im Gegenuhrzeigersinn um die zweite horizontale Achse 4 geschwenkt. Werden beispielsweise der eine Antrieb 9 nach hinten und der andere Antrieb 10 nach vorne verschoben, so wird der Spiegel um die erste vertikale Achse 3 verschwenkt. Durch kombinierte Bewegung der beiden Antriebe 9, 10 kann der Spiegel in jede gewünschte Position geschwenkt werden. Die Ausgestaltung aus Figur 5 zeichnet sich durch eine relativ einfache mechanische Konstruktion aus, hat aber den Nachteil, dass sich die Kinematik dieses System nicht optimal durch ein mathematisches Model darstellen lässt. From FIGS. 2 to 5 it is obvious that by suitable displacement of the two linear drives, the mirror 2 can be pivoted into any desired position. If the two drives to the front (in Figure 5 to the right / bottom) moves, the mirror 2 is pivoted counterclockwise about the second horizontal axis 4. If, for example, one drive 9 is displaced to the rear and the other drive 10 is moved forward, the mirror is pivoted about the first vertical axis 3. By combined movement of the two drives 9, 10, the mirror can be pivoted to any desired position. The embodiment of Figure 5 is characterized by a relatively simple mechanical construction, but has the disadvantage that the kinematics of this system can not be optimally represented by a mathematical model.
Figur 6 zeigt eine alternative bevorzugte Ausgestaltung des Spiegel- Ablenksystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, das auf dem konstruktiven Prinzip basiert, das in Figur 1 dargestellt ist. Wie bereits unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert, lässt sich diese konstruktive Lösung (im Vergleich zur Lösung aus Figur 5) durch ein einfacheres mathematisches Model darstellen. FIG. 6 shows an alternative preferred embodiment of the mirror deflection system 1 according to the present invention, which is based on the constructive principle shown in FIG. As already explained with reference to FIG. 1, this design solution (compared to the solution from FIG. 5) can be represented by a simpler mathematical model.
Das Spiegel-Ablenksystem 1 aus Figur 6 weist einen Spiegel 2 auf, der in einem ersten inneren Rahmen 5 um eine erste Achse mit Hilfe von Lagern 18, 19 schwenkbar gehalten ist, wobei der erste Rahmen wiederum in einem zweiten äußeren Rahmen 6 (der vorzugsweise die Form eines C-förmigen Bügels hat) um eine zweite Achse mit Hilfe von Lagern 20, 21 schwenkbar gehalten ist. Auch bei dieser Ausführung ist der zweite Rahmen 6 feststehend, und die erste Achse und die zweite Achse verlaufen im Wesentlichen senkrecht zueinander. The mirror deflection system 1 of Figure 6 comprises a mirror 2 which is pivotally supported in a first inner frame 5 about a first axis by means of bearings 18, 19, wherein the first frame in turn in a second outer frame 6 (preferably has the shape of a C-shaped bracket) is pivotally supported about a second axis by means of bearings 20, 21. Also in this embodiment, the second frame 6 is fixed, and the first axis and the second axis are substantially perpendicular to each other.
Das Spiegel-Ablenksystem aus Figur 6 weist zwei Linearantriebe 9, 10 auf, um den Spiegel 2 bewegen zu können. Diese beiden Linearantriebe sind voneinander beabstandet und verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Die Linearantriebe sind vorzugsweise als Linearmotoren ausgestaltet und haben jeweils ein erstes, vom Spiegel beabstandetes Ende und ein zweites, zum Spiegel benachbartes Ende, an denen jeweils ein Gelenkteil vorgesehen ist. Das erste Ende von jedem der beiden Linearantriebe 9, 10 ist jeweils mit einem ersten Gelenkpunkt 13 versehen, der ausgestaltet ist, um gelenkig mit einem zugehörigen feststehenden Lager (Basis) gekoppelt zu werden, wie in Figur 1 gezeigt. Das zweite Ende von jedem der beiden Linearantriebe 9, 10 ist jeweils an einem zweiten Gelenkpunkt 15 gelenkig mit dem Spiegel 2 gekoppelt. Die beiden zweiten Gelenkpunkte 15 der beiden Linearantriebe 9, 10 sind auch hier an der der reflektierenden Spiegelfläche gegenüberliegenden Seite des Spiegels 2 (Rückseite des Spiegels) vorgesehen. The mirror deflection system from FIG. 6 has two linear drives 9, 10 in order to be able to move the mirror 2. These two linear drives are spaced apart and substantially parallel to each other. The linear drives are preferably designed as linear motors and each have a first, spaced from the mirror end and a second, adjacent to the mirror end, on each of which a hinge part is provided. The first end of each of the two linear drives 9, 10 is each provided with a first hinge point 13 which is adapted to be pivotally coupled to an associated fixed bearing (base) as shown in FIG. The second end of each of the two linear drives 9, 10 is coupled in each case at a second hinge point 15 hingedly connected to the mirror 2. The two second hinge points 15 of the two linear drives 9, 10 are also provided here on the opposite side of the reflecting mirror surface of the mirror 2 (back of the mirror).
In der in Figur 6 gezeigten Ausgestaltung sind die beiden zweiten Gelenkpunkte 15 an der rechten Seitenkante des Spiegels 2 vorgesehen, können aber auch an anderen Positionen an der Rückseite de Spiegels vorgesehen sein. Die beiden ersten und die beiden zweiten Gelenkpunkte 13, 15 der beiden Linearantriebe sind vorzugsweise durch Kugelgelenke, Kardankreuzgelenke oder andere geeignete Gelenke gebildet. In the embodiment shown in Figure 6, the two second hinge points 15 are provided on the right side edge of the mirror 2, but can also be provided at other positions on the back de mirror. The two first and the two second pivot points 13, 15 of the two linear drives are preferably formed by ball joints, cardan joints or other suitable joints.
Das in Figur 6 gezeigte Spiegel-Ablenksystem weist außerdem mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels auf. Diese mindestens eine Winkelmesseinrichtung umfasst vorzugsweise eine erste Winkelmesseinrichtung, die zwischen dem ersten inneren Rahmen 5 und dem Spiegel 2 vorzugsweise an der ersten Schwenkachse (bevorzugt an einem der Lager 18, 19 der ersten Achse) vorgesehen ist, um die Winkelposition des Spiegels relativ zum ersten inneren Rahmen 5 zu erfassen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine zweite Winkelmesseinrichtung zwischen dem ersten inneren Rahmen 5 und dem zweiten äußeren Rahmen 6 vorzugsweise an der zweiten Schwenkachse (bevorzugt an einem der Lage 20, 21 der zweiten Achse) vorgesehen, um die Winkelposition des ersten inneren Rahmens 5 relativ zum zweiten äußeren Rahmen 6 zu erfassen. The mirror deflection system shown in FIG. 6 also has at least one device for measuring the angular position of the mirror. This at least one angle measuring device preferably comprises a first angle measuring device which is provided between the first inner frame 5 and the mirror 2, preferably on the first pivot axis (preferably on one of the bearings 18, 19 of the first axis), by the angular position of the mirror relative to the first to capture inner frame 5. In a preferred embodiment, a second angle-measuring device between the first inner frame 5 and the second outer frame 6 is preferably provided on the second pivot axis (preferably on one of the second axis layer 20, 21) to adjust the angular position of the first inner frame 5 relative to second outer frame 6 to capture.

Claims

- 19 - Patentansprüche - 19 - Claims
1. Spiegel-Ablenksystem (1) zum Ablenken eines Laserstrahls mit: A mirror deflection system (1) for deflecting a laser beam with:
einem Spiegel (2),  a mirror (2),
einer Aufhängungseinrichtung, um den Spiegel (2) um zwei zueinander senkrecht verlaufende Achsen (3, 4) schwenkbar zu halten,  a suspension device for pivotally holding the mirror (2) about two mutually perpendicular axes (3, 4),
wobei die Aufhängungseinrichtung einen ersten inneren Rahmen (5), in dem der Spiegel (2) um eine erste Achse (3) schwenkbar gehalten ist, und einen zweiten äußeren Rahmen (6) aufweist, in dem der erste innere Rahmen (5) um eine zweite Achse (4) schwenkbar gehalten ist,  wherein the suspension means comprises a first inner frame (5) in which the mirror (2) is pivotally supported about a first axis (3) and a second outer frame (6) in which the first inner frame (5) is one second axis (4) is pivotally supported,
einer Antriebseinrichtung, um den Spiegel bewegen zu können, wobei die Antriebseinrichtung zwei Linearantriebe (9, 10) aufweist, die jeweils gelenkig mit dem Spiegel (2) gekoppelt sind,  a drive device in order to be able to move the mirror, wherein the drive device has two linear drives (9, 10), which are each coupled in an articulated manner to the mirror (2),
wobei die beiden Linearantriebe (9, 10) voneinander beabstandet sind, im Wesentlichen parallel verlaufen und separat ansteuerbar sind, um den Spiegel (2) in eine gewünschte Position schwenken zu können,  wherein the two linear drives (9, 10) are spaced apart from one another, extend substantially parallel and can be activated separately in order to be able to pivot the mirror (2) into a desired position,
wobei das Spiegel-Ablenksystem (1) mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels aufweist.  wherein the mirror deflection system (1) comprises at least one means for measuring the angular position of the mirror.
2. Spiegel-Ablenksystem (1) nach Anspruch 1 , wobei jeder der beiden Linearantriebe (9, 10) ein erstes Ende (11) und ein zweites Ende (12) hat, an denen jeweils ein Gelenk (13, 15) vorgesehen ist. 2. mirror deflection system (1) according to claim 1, wherein each of the two linear drives (9, 10) has a first end (11) and a second end (12), on each of which a joint (13, 15) is provided.
3. Spiegel-Ablenksystem (1) nach Anspruch 2, wobei das erste Ende (1 1) von jedem der beiden Linearantriebe (9, 10) jeweils über ein erstes Gelenk (13) gelenkig mit einem feststehenden Lager (14) gekoppelt ist, und wobei das zweite Ende (12) von jedem der beiden Linearantriebe (9, 10) jeweils über ein zweites Gelenk (15) gelenkig mit dem Spiegel (2) gekoppelt ist. 3. mirror deflection system (1) according to claim 2, wherein the first end (1 1) of each of the two linear drives (9, 10) each via a first joint (13) is pivotally coupled to a fixed bearing (14), and wherein the second end (12) of each of the two linear drives (9, 10) in each case via a second joint (15) is pivotally coupled to the mirror (2).
4. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Gelenke (13, 15) Kugelgelenke oder Kreuzgelenke oder Kardankreuzgelenke sind. 4. mirror deflection system (1) according to any one of claims 2 or 3, wherein the joints (13, 15) ball joints or universal joints or cardan universal joints are.
5. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linearantriebe (9, 10) über jeweilige Stangen (24) mit dem Spiegel (2) gekoppelt sind, wobei die Stangen über Gelenke (13, 5) mit dem Spiegel (2) bzw. mit den Linearantrieben gekoppelt sind. 5. mirror deflection system (1) according to one of the preceding claims, wherein the linear drives (9, 10) via respective rods (24) with the mirror (2) are coupled, the rods via joints (13, 5) are coupled to the mirror (2) or with the linear actuators.
6. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Linearantriebe als Linearmotoren ausgestaltet sind. 6. mirror deflection system (1) according to one of the preceding claims, wherein the linear drives are designed as linear motors.
7. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Winkelmesseinrichtung eine erste Winkelmesseinrichtung (16), die zwischen dem ersten inneren Rahmen (5) und dem Spiegel (2) vorgesehen ist, um die Winkelposition des Spiegels relativ zum ersten inneren Rahmen zu erfassen, und/oder eine zweite Winkelmesseinrichtung (17) aufweist, die zwischen dem ersten inneren Rahmen (5) und dem zweiten äußeren Rahmen (6) vorgesehen ist, um die Winkelposition des ersten inneren Rahmens relativ zum zweiten äußeren Rahmen zu erfassen. 7. mirror deflection system (1) according to any one of the preceding claims, wherein the at least one angle measuring device, a first angle measuring device (16) which is provided between the first inner frame (5) and the mirror (2) relative to the angular position of the mirror relative to detect the first inner frame, and / or a second angle measuring device (17) provided between the first inner frame (5) and the second outer frame (6) to the angular position of the first inner frame relative to the second outer frame capture.
8. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die ausgestaltet ist, um die beiden Linearantriebe (9, 10) anzusteuern, um den Spiegel (2) in eine gewünschte Position zu bewegen. 8. mirror deflection system (1) according to any one of the preceding claims, wherein a control device is provided, which is adapted to the two linear actuators (9, 10) to control, to move the mirror (2) in a desired position.
9. Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels (2) vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Einrichtung zur Messung der Winkelposition des Spiegels elektrische Messsignale ausgibt, die einer Steuereinrichtung zugeführt werden, um die Position des Spiegels durch Vergleich mit Soll-Daten nachregeln zu können. 9. mirror deflection system (1) according to any one of the preceding claims, wherein at least one means for measuring the angular position of the mirror (2) is provided, wherein the at least one means for measuring the angular position of the mirror outputs electrical measuring signals which are fed to a control device to be able to adjust the position of the mirror by comparison with nominal data.
10. Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung von Werkstücken, mit: 10. Apparatus for laser machining of workpieces, comprising:
einer Laserstrahlquelle zum Erzeugen eines Laserstrahls, und einem Spiegel-Ablenksystem (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.  a laser beam source for generating a laser beam, and a mirror deflection system (1) according to one or more of the preceding claims.
1 1. Vorrichtung zur Laser-Bearbeitung von Werkstücken nach Anspruch 10, der der die Laserstrahlquelle und das Spiegel-Ablenksystem (1) in einem gemeinsamen Laserkopf enthalten sind. 1 1. A device for laser machining of workpieces according to claim 10, which are the laser beam source and the mirror deflection system (1) contained in a common laser head.
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