DE20002245U1

DE20002245U1 - Manual and machine-operated autonomous device for spot welding

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Publication number: DE20002245U1
Application number: DE20002245U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2010-02-10

Description

BeschreibungDescription

Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung zum PunktschweißenManual and machine-operated autonomous device for spot welding

Die Erfindung betrifft hand- und maschinenführbare autonome Einrichtungen zum Punktschweißen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to hand- and machine-operated autonomous devices for spot welding according to the preamble of claim 1.

Bekannte handführbare Vorrichtungen zum Laserschweißen von Werkstücken wie unter anderem in der DE 196 36 458 (Manuell zu positionierende und zu betätigende Einrichtung zum Laserstrahlschweißen) weisen einen relativ großen Bearbeitungskopf mit innenliegenden Achsen oder Scannern auf, um eine in der Länge und im Querschnitt genügend große Schweißnaht zu erzeugen. Die Öffnung für den Laserstrahl entspricht der Reichweite der eingebauten Achsen und umfasst mehrere cm². Die Lasersicherheit wird durch eine den Laserstrahl vollständig absperrende motorisch angetriebe Klappe, die durch Sensoren, die das korrekte Aufsitzen der Vorrichtung auf dem Werkstück messen, realisiert. Die Überwachung erfolgt durch eine extern angeordnete Steuerung.Known hand-held devices for laser welding of workpieces, such as those in DE 196 36 458 (manually positioned and operated device for laser beam welding), have a relatively large processing head with internal axes or scanners in order to produce a weld seam that is sufficiently large in length and cross-section. The opening for the laser beam corresponds to the range of the installed axes and covers several cm ² . Laser safety is ensured by a motor-driven flap that completely blocks the laser beam and is controlled by sensors that measure whether the device is correctly positioned on the workpiece. Monitoring is carried out by an externally arranged control system.

Maschinengeführte Vorrichtungen zum Punktschweißen sind in der Regel als reine Fokussieroptiken ohne eigene Steuer-, Regel- und Sicherheitseinrichtungen ausgeführt, wodurch ein autonomer Betrieb und somit ein schnelles Ankoppeln an beliebige Maschinen nicht möglich ist.Machine-guided devices for spot welding are usually designed as pure focusing optics without their own control, regulation and safety devices, which means that autonomous operation and thus quick coupling to any machine is not possible.

Die Energieverteilung eines fasergeführten Laserstrahles oder eines Laserstrahles eines Hochleistungsdiodenlasers weist in der Regel ein Top-Hat-Profil auf, da das Ende der Faser auf die Bearbeitungsstelle abgebildet wird oder sehr viele Einzellaserstrahlen auf einem Fleck zusammengeführt werden. Die Energie ist dabei fast gleichmäßig über den Strahldurchmesser verteilt. Dies bewirkt eine fast gaußförmige Temperaturverteilung auf der Werkstückoberfläche mit einem Temperaturmaximum in der Mitte. Bei der Anwendung einer derartigen Laserstrahlung zum Punktschweißen besteht zum einen die Gefahr des Durchbrennens der Schweißstelle, insbesondere bei sehr dünnen zu verbindenden Werkstücken, und zum anderen ist die Realisierung einer Schweißstelle mit lediglich einem kleinen Durchmesser möglich, so dass eine be-The energy distribution of a fiber-guided laser beam or a laser beam from a high-performance diode laser usually has a top-hat profile, since the end of the fiber is imaged onto the processing point or a large number of individual laser beams are brought together in one spot. The energy is distributed almost evenly across the beam diameter. This results in an almost Gaussian temperature distribution on the workpiece surface with a temperature maximum in the middle. When using such laser radiation for spot welding, there is a risk of the weld burning through, especially when very thin workpieces are to be joined, and it is also possible to create a weld with only a small diameter, so that a

grenzte Festigkeit zu verzeichnen ist, die jedoch unter anderem durch die Steigerung der Anzahl der Punktschweißungen kompensierbar ist. Vorrichtungen, bei denen die Strahlfalle durch Aufsetzen des Bearbeitungskopfes direkt mechanisch betätigt wird, und bei denen die geöffnete Klappe den Laserpuls auslöst, sind nicht bekannt.limited strength, which can be compensated for by increasing the number of spot welds. Devices in which the beam trap is directly mechanically activated by placing the processing head on it and in which the opened flap triggers the laser pulse are not known.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine autonom arbeitende hand- und maschinenfuhrbare Vorrichtung zum Punktschweißen unter Verwendung von Laserstrahlen mit größtmöglichen Durchmesser der Punktschweißung zu schaffen.The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating an autonomously operating hand- and machine-operable device for spot welding using laser beams with the largest possible diameter of the spot weld.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in claim 1.

Die hand- und maschinenfuhrbare autonome Einrichtung zum Punktschweißen in einem optisch dichten Gehäuse und mit einer intern oder einer über Lichtwellenleiter angekoppelten extern angeordneten und Laserstrahlen erzeugenden Vorrichtung zeichnet sich insbesondere durch ihre einfache Realisierung aus. Eine zwischen einer Optik und der Austrittsstelle des Laserstrahles angeordnete und mechanisch durch das Aufsetzen der Einrichtung betätigte Strahlfalle verhindert in einfacher Weise unabhängig von Steuereinrichtungen und Sensoren und damit zugleich sicher, dass die Laserstrahlen ungewollt aus der Einrichtung austreten können. Die Betätigung der Strahlfalle wird durch ein Stellelement bewirkt, das einen Gegendruck überwinden muss. Unfallgefahren durch die Laserstrahlung werden durch die Anordnung weitestgehend ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße hand- und maschinenfuhrbare autonome Einrichtung zum Punktschweißen erfüllt dadurch die Anforderungen an die Laserklasse 1. Die Laserstrahlung wird durch die Optik in dem Gehäuse der erfindungsgemäßen Einrichtung so geformt, dass eine ringförmige oder weitestgehend gleiche Energieverteilung im Querschnitt des Laserstrahles vorhanden ist. Die daraus resultierende Temperatur im Werkstück ist über den Durchmesser der Bearbeitungsstelle weitestgehend homogen verteilt. Eine erhöhte Temperatur in der Mitte der Bearbeitungsstelle wird vermieden und der Bearbeitungsfleck vergrößert. Damit ist zum einen eine größere Festigkeit der zu verbindenden Werkstücke erziel-The hand- and machine-operated autonomous device for spot welding in an optically sealed housing and with an internally or externally arranged device that generates laser beams and is coupled via optical fibers is characterized in particular by its simple implementation. A beam trap arranged between an optic and the exit point of the laser beam and mechanically activated by placing the device prevents the laser beams from accidentally escaping from the device in a simple manner, independently of control devices and sensors and thus at the same time safely. The beam trap is activated by an actuating element that must overcome a counterpressure. The risk of accidents caused by the laser radiation is largely eliminated by the arrangement. The hand- and machine-operated autonomous device for spot welding according to the invention therefore meets the requirements of laser class 1. The laser radiation is shaped by the optics in the housing of the device according to the invention in such a way that there is a ring-shaped or largely equal energy distribution in the cross-section of the laser beam. The resulting temperature in the workpiece is distributed as homogeneously as possible across the diameter of the processing point. An increased temperature in the middle of the processing area is avoided and the processing area is enlarged. This allows for greater strength of the workpieces to be joined.

bar, so dass die Anzahl der Punktschweißungen gegenüber herkömmlichen Laserpunktschweißungen verringert werden kann, und zum anderen sind insbesondere auch geringe Blechdicken fest miteinander verschweißbar. Es sind sowohl breitere Anwendungsmöglichkeiten als auch günstige ökonomische Aspekte gegeben.bar, so that the number of spot welds can be reduced compared to conventional laser spot welds, and on the other hand, even small sheet thicknesses can be firmly welded together. This gives both wider application possibilities and favorable economic aspects.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass diese wahlweise hand- und maschinenfuhrbar ist. Das wird dadurch realisiert, dass die Strahlfalle bei vollständiger Öffnung autonom einen Laserpuls auslösen kann. Damit ist ein universeller Einsatz insbesondere für das Verschweißen von Blechen gegeben. Eine Maschinenführung ist durch die einfache Montage und die gewichtsreduzierende Bauweise der erfindungsgemäßen Einrichtung an ein Handhabesystem z.B. in Form eines Industrieroboters auch leicht möglich. Das Auslösen des Laserpulses wird bekanntermaßen einfach durch Aufsetzen der Einrichtung auf das Werkstück unter Verwendung einer Maschinenachse realisiert.A further advantage of the device according to the invention is that it can be operated either manually or by machine. This is achieved by the fact that the beam trap can autonomously trigger a laser pulse when fully opened. This allows for universal use, particularly for welding sheet metal. Machine guidance is also easily possible due to the simple assembly and weight-reducing design of the device according to the invention on a handling system, e.g. in the form of an industrial robot. The triggering of the laser pulse is known to be achieved simply by placing the device on the workpiece using a machine axis.

Die die Laserstrahlen formende Optik ist im Gehäuse der erfindungsgemäßen Einrichtung sowohl feststehend als auch rotierend einbringbar. Besonders durch den ersten Fall ist ein sehr einfacher und ökonomischer Aufbau gegeben. Zusätzliche Achsen mit Antrieben werden eingespart. The optics that form the laser beams can be installed in the housing of the device according to the invention in either a fixed or rotating manner. The first case in particular provides a very simple and economical structure. Additional axes with drives are saved.

Ein Laser in Form eines Hochleistungsdioden-, Nd.YAG- oder Faserlasers erlaubt das flexible Heranführen der Laserstrahlung mit einer Lichtleitfaser. Insbesondere für ein handgeführtes Werkzeug ist dieser Sachverhalt von besonderer Bedeutung. Damit steht dem Nutzer eine einfach aufgebaute, leicht und weitestgehend unfallfreie zu betätigende Einrichtung zum Verschweißen von Werkstücken zur Verfügung.A laser in the form of a high-performance diode, Nd.YAG or fiber laser allows the flexible application of laser radiation using an optical fiber. This is particularly important for a hand-held tool. This provides the user with a device for welding workpieces that is simple in design, easy to operate and largely accident-free.

Die Integration einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung gewährleistet eine Verarbeitung der Signale aller Sensoren und der durch das Bedienpersonal eingestellten Parameter. Die damit steuerungstechnisch hergestellte Autonomie der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine weitere Voraussetzung, diese auch einfach an eine Maschine in Form z.B. eines Roboters anbauen zu können, ohne dass die Einrichtung mit der Maschine steuerungstechnisch verkoppelt werden muss.The integration of a control and/or regulating device ensures that the signals from all sensors and the parameters set by the operating personnel are processed. The autonomy of the device according to the invention, which is thus achieved in terms of control technology, is a further prerequisite for being able to easily attach it to a machine in the form of a robot, for example, without the device having to be linked to the machine in terms of control technology.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 15 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in claims 2 to 15.

Ein Axikon oder eine Teppanieroptik sind nach den Weiterbildungen der Schutzansprüche 2 und 3 günstige Ausgestaltungen für zum einen eine feststehende oder zum anderen eine rotierende Optik. Im Falle, dass das Axikon gleichzeitig die Fokussierlinse ist, wird eine zusätzliche Linse eingespart.According to the developments of claims 2 and 3, an axicon or a teppanier optic are advantageous designs for either a fixed or a rotating optic. If the axicon is also the focusing lens, an additional lens is saved.

Die Weiterbildungen des Schutzanspruchs 4 erlauben die Realisierung einfacher, kostengünstiger und leichter Optiken, da insbesondere für die angestrebte Anwendung höchste optische Präzision nicht erforderlich ist.The further developments of protection claim 4 allow the realization of simple, cost-effective and lightweight optics, since the highest optical precision is not required, particularly for the intended application.

Ein im Inneren gepumpter Faserlaser, ein ringförmig angeordnetes Faserbündel und ein im Ringmode betriebener Festkörperlaser nach den Weiterbildungen der Schutzansprüche 5 bis stellen einfache Möglichkeiten dar, eine ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles zu erreichen.An internally pumped fiber laser, a ring-shaped fiber bundle and a solid-state laser operated in ring mode according to the developments of claims 5 to 12 represent simple possibilities for achieving a ring-shaped energy distribution of the laser beam.

Eine Ausbildung der Strahlfalle als Klappe nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8 erlaubt eine einfache mechanische Realisierung.A design of the jet trap as a flap according to the development of claim 8 allows a simple mechanical realization.

Ein weiterer Vorteil ist die Positionierung der Klappe über eine Druckfeder auf der Öffnung der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei die Klappe über einen verschiebbaren Hohlzylinder 6 oder Stift als Stellelement bewegbar ist. Damit dient die Druckfeder zum Einen dem sicheren Verschluss der Öffnung und zum Anderen muss diese Federkraft beim Aufsetzen der erfindungsgemäßen Einrichtung überwunden werden, um die Öffnung freizugeben. Dieser Druck dient gleichzeitig dazu, das obere Werkstück zusätzlich auf das Untere definiert aufzudrücken, so dass eventuell vorhandene Zwischenräume ausgeglichen werden. Damit wird eine feste Punktschweißstelle auch bei nicht optimal zueinander plazierter Werkstücke gewährleistet. Dieser Sachverhalt ist besonders bei der Verbindung dünner Bleche von Bedeutung.A further advantage is the positioning of the flap via a compression spring on the opening of the device according to the invention, whereby the flap can be moved via a movable hollow cylinder 6 or pin as an adjusting element. The compression spring thus serves on the one hand to securely close the opening and on the other hand this spring force must be overcome when the device according to the invention is put on in order to open the opening. This pressure also serves to press the upper workpiece onto the lower one in a defined manner so that any gaps that may exist are compensated. This ensures a solid spot weld even if the workpieces are not optimally positioned relative to one another. This is particularly important when joining thin sheets of metal.

Einstellbare Druckfedern zum Öffnen der Klappe nach den Weiterbildungen der Schutzansprüche 9 und 10 unterstützen den erzielbaren Effekt nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 8. Damit ist die erfindungsgemäße Einrichtung an die Dicke der zu verschweißenden Werkstücke anpassbar. Insbesondere wird bei dünnen Werkstücken eine dadurch hervorgerufene Verformung vermieden. Eine bezüglich der Druckkraft einstellbare Feder gewährleistetAdjustable pressure springs for opening the flap according to the developments of claims 9 and 10 support the achievable effect according to the development of claim 8. The device according to the invention can thus be adapted to the thickness of the workpieces to be welded. In particular, in the case of thin workpieces, deformation caused by this is avoided. A spring that is adjustable in terms of pressure force ensures

damit eine Anpassung an die Art und die Dicke der Werkstücke und konstante Schweißbedingungen. This allows adaptation to the type and thickness of the workpieces and constant welding conditions.

Besonders hinsichtlich einer artfremden Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird dadurch vorgebeugt. Die Sicherheit wird nochmals wesentlich gesteigert. Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass die Werkstücke gleichen Stoffes mit einer gleichen Druckkraft verschweißt werden.This prevents the device according to the invention from being used for purposes other than those intended. Safety is further increased significantly. A further advantage is that workpieces made of the same material are welded with the same pressure.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist damit so ausfuhrbar, dass falls die Druckkraft nicht ausreicht, um die Werkstücke fest aufeinander zu drücken, kein Laserpuls ausgelöst werden kann. Andererseits wird auch bei abweichender zu hoher Druckkraft der Puls immer bei der gleichen definierten Kraft ausgelöst. Die Qualität der Schweißstellen steigt wesentlich.The device according to the invention can thus be designed in such a way that if the pressure force is not sufficient to press the workpieces firmly together, no laser pulse can be triggered. On the other hand, even if the pressure force deviates from the maximum and is too high, the pulse is always triggered at the same defined force. The quality of the welds increases significantly.

Die Anwendung eines verschiebbaren Hohlzylinders, der optisch abgedichtet ist, nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 11 sichert, dass Laserstrahlung während der Bearbeitung der Werkstücke nicht nach außen gelangt.The use of a movable hollow cylinder, which is optically sealed, according to the development of claim 11 ensures that laser radiation does not escape to the outside during the processing of the workpieces.

Die Verbindung des verschiebbaren Hohlzylinders über eine flexible Manschette mit dem Gehäuse der Einrichtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 12 gewährleistet die optische Abdichtung auch bei einem geringfügigen Verkanten der Einrichtung während der Bearbeitung. The connection of the movable hollow cylinder via a flexible sleeve to the housing of the device according to the embodiment of claim 12 ensures optical sealing even in the event of a slight tilting of the device during processing.

Die Weiterbildung des Schutzanspruchs 13 sichert, dass die geschlossene Klappe als Strahlfalle während der Bestrahlung mit Laserstrahlen nicht beschädigt wird. Der Temperatursensor dient dabei dem Ausschalten der extern oder intern angeordneten und Laserstrahlen erzeugenden Einrichtung.The further development of protection claim 13 ensures that the closed flap as a beam trap is not damaged during irradiation with laser beams. The temperature sensor serves to switch off the externally or internally arranged device that generates laser beams.

Ein Hochleistungsdiodenlaser als intern angeordnete und Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung nach der Weiterbildung des Schutzanspruchs 14 ist in die erfindungsgemäße Einrichtung integrierbar, so dass ein komplettes Werkzeug vorhanden ist und wesentliche Teile der Strahlführung eingespart werden können.A high-power diode laser as an internally arranged device generating laser beams according to the development of claim 14 can be integrated into the device according to the invention, so that a complete tool is available and essential parts of the beam guidance can be saved.

Die Weiterbildung nach dem Schutzanspruch 15 erlaubt den flexiblen Einsatz der erfindungsge-The further development according to claim 15 allows the flexible use of the inventive

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mäßen Einrichtung sowohl im hand- als auch im maschinengeführten Betrieb.6
appropriate setup for both manual and machine-operated operation.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.
Show it:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung zum Punktschweißen mit einer geschlossener Klappe,
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung zum Punktschweißen mit einer offenen Klappe,Fig. 1 a schematic representation of a device for spot welding with a closed flap,
Fig. 2 a schematic representation of a device for spot welding with an open flap,

Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Einrichtung zum Punktschweißen, Fig. 4 einen Querschnitt der Energieverteilung der durch die Optiken der Einrichtungen geformten Laserstrahlen und
Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung eines innengepumpten Faserlasers.Fig. 3 is a schematic diagram of another device for spot welding, Fig. 4 is a cross-section of the energy distribution of the laser beams formed by the optics of the devices and
Fig. 5 a schematic representation of an internally pumped fiber laser.

1. Ausfuhrungsbeispiel1. Example

Die hand- und maschinenfuhrbare Einrichtung zum Punktschweißen besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem eine Laserstrahlen 4 erzeugende Vorrichtung und eine die Laserstrahlen 4 formende Optik angeordnet sind. Die Fig. 1 und 2 zeigen prinzipiell eine derartige Einrichtung.In a first embodiment, the hand- and machine-operated device for spot welding consists essentially of a housing in which a device generating laser beams 4 and an optics forming the laser beams 4 are arranged. Figs. 1 and 2 show a principle of such a device.

In dem Gehäuse befindet sich eine Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung in Form eines gepulsten Hochleistungsdiodenlasers. Im Strahlengang nach dem Hochleistungsdiodenlaser ist die Laserstrahlen formende Optik fest angeordnet. Diese Optik ist eine Kombination aus Fokussierlinse 2 und Axikon 3, die die Laserstrahlen 4 so formt, dass zum Einen ein großer Strahlfleck und zum Anderen eine ringförmige Energieverteilung realisierbar sind. Eine derartige Energieverteilung ist in der Fig. 4 dargestellt. Das Axikon 3 selbst ist ein zylinderförmiges Bauteil, dessen zum Hochleistungsdiodenlaser gerichtete Oberfläche rotationssymmetrisch v-förmig ausgebildet ist. Die Oberfläche in Richtung des Werkstücks 7 ist eben ausgeführt. Der Winkel zwischen der Symmetrieachse des Axikons 3 und der vom Mittelpunkt zum Außenrand des Axikons 3 geradlinig fallenden Fläche beträgt 6°. Mit der Anwendung eines derartigen Axikons 3 wird der Laserstrahl in Richtung des Außenrandes des Strahlflecks gebrochen (Dar-The housing contains a device that generates laser beams in the form of a pulsed high-power diode laser. The optics that shape the laser beams are fixed in the beam path after the high-power diode laser. This optics is a combination of a focusing lens 2 and an axicon 3, which shapes the laser beams 4 in such a way that a large beam spot and a ring-shaped energy distribution can be achieved. Such an energy distribution is shown in Fig. 4. The axicon 3 itself is a cylindrical component, the surface of which facing the high-power diode laser is rotationally symmetrical in a v-shape. The surface in the direction of the workpiece 7 is flat. The angle between the axis of symmetry of the axicon 3 and the surface that falls in a straight line from the center to the outer edge of the axicon 3 is 6°. Using such an axicon 3, the laser beam is refracted in the direction of the outer edge of the beam spot (Fig.

Stellung der Fig. 2), so dass eine ringförmige Energieverteilung gegeben ist. Zwischen der Austrittsstelle der Laserstrahlung und der Optik befindet sich eine Strahlfalle. Der Austritt der Laserstrahlung erfolgt über die Öffnung eines in der Richtung der Symmetrieachse der Einrichtung bewegbaren Hohlzylinders 6. Die Strahlfalle ist eine bewegbare Klappe 5. Bei dem größten Abstand zwischen Hohlzylinder 6 und Optik, dass bedeutet ausgefahrenem Hohlzylinder 6, ist die Öffnung des Hohlzylinders 6 durch die Klappe 5 vollständig verschlossen (Darstellung in der Fig. 1). Der Verschluss wird durch eine Druckfeder zwischen dem Gehäuse und der Klappe 5 sichergestellt. Die Kraft, die die Druckfeder auf die Klappe 5 ausübt, ist mit einem Verstellring festlegbar. Die Lagerung der Klappe 5 ist so ausgeführt, dass bei einer Bewegung des Hohlzylinders 6 in Richtung der Optik die Klappe 5 in Richtung der Optik äquivalent aufgeklappt wird. Die Öffnung des Hohlzylinders 6 wird gegenüber der Optik freigegeben. Position in Fig. 2), so that a ring-shaped energy distribution is provided. There is a beam trap between the exit point of the laser radiation and the optics. The laser radiation exits through the opening of a hollow cylinder 6 that can be moved in the direction of the axis of symmetry of the device. The beam trap is a movable flap 5. At the greatest distance between the hollow cylinder 6 and the optics, i.e. when the hollow cylinder 6 is extended, the opening of the hollow cylinder 6 is completely closed by the flap 5 (illustration in Fig. 1). The closure is ensured by a compression spring between the housing and the flap 5. The force that the compression spring exerts on the flap 5 can be set using an adjusting ring. The flap 5 is mounted in such a way that when the hollow cylinder 6 moves in the direction of the optics, the flap 5 is equivalently opened in the direction of the optics. The opening of the hollow cylinder 6 is exposed in relation to the optics.

An das Lager der Klappe 5 ist wenigstens ein Sensor angekoppelt, so dass die Positionen der geschlossenen und der vollständig geöffneten Klappe 5 erfassbar sind. Im einfachsten Fall ist das ein Schalter 16, der bei Berührung die Einrichtung freigibt.At least one sensor is coupled to the bearing of the flap 5 so that the positions of the closed and the fully opened flap 5 can be detected. In the simplest case, this is a switch 16 which releases the device when touched.

Die Außenwandung des verschiebbaren Hohlzylinders 6 ist gegenüber dem Innenraum der Einrichtung vorzugsweise durch eine Manschette optisch abgedichtet.The outer wall of the movable hollow cylinder 6 is optically sealed from the interior of the device, preferably by a sleeve.

Die auf dem Werkstück 7 aufsitzende Fläche des Hohlzylinders 6 ist mit einer Schutzschicht, vorzugsweise einem diamantähnlichen Kohlenstoff, versehen. Die Schutzschicht vermindert den Verschleiß des Hohlzylinders 6 und verbessert die Gleiteigenschaften. Der Hochleistungsdiodenlaser, die Sensoren und ein Bedienpanel sind mit einem in der Einrichtung integrierten Mikrorechner als Steuer- und Regeleinrichtung verbunden. Damit wird gewährleistet, dass nur bei vollständig geöffneter Klappe 5 eine Laserstrahlung ausgesendet wird. Gleichzeitig erfolgt über den Mikrorechner die Steuerung des Hochleistungsdiodenlasers entsprechend der Parametervorgabe am Bedienpanel.The surface of the hollow cylinder 6 that rests on the workpiece 7 is provided with a protective layer, preferably a diamond-like carbon. The protective layer reduces wear on the hollow cylinder 6 and improves the sliding properties. The high-power diode laser, the sensors and an operating panel are connected to a microcomputer integrated in the device as a control and regulating device. This ensures that laser radiation is only emitted when the flap 5 is completely open. At the same time, the microcomputer controls the high-power diode laser according to the parameter settings on the operating panel.

Für einen optimalen Schweißprozess entsprechend dem Werkstück 7 lassen sich Pulsdauer und Pulsleistung variieren.For an optimal welding process according to the workpiece 7, the pulse duration and pulse power can be varied.

Für die Handfuhrung sind am Gehäuse entsprechende Griffe angebracht, so dass eine Führung der Einrichtung gegeben ist. Zur Unterstützung einer leichten Führbarkeit ist die Einrichtung über Gegengewichte und Rollen schwebend aufgehangen. Die Auslösung des Schweißpulses erfolgt wahlweise über einen am Griff angebrachten TasterAppropriate handles are attached to the housing for manual guidance so that the device can be guided. To support easy guidance, the device is suspended on counterweights and rollers. The welding pulse can be triggered using a button attached to the handle.

oder durch Aufsetzen der Einrichtung auf die zu verschweißenden Werkstücke 7. Zum Schutz der Optik vor den Schweißdämpfen wird im Innenraum der Einrichtung eine Gasströmung quer zur Optik erzeugt.or by placing the device on the workpieces to be welded 7. To protect the optics from the welding fumes, a gas flow is generated in the interior of the device perpendicular to the optics.

In einer weiteren Ausfuhrungsform des Ausfuhrungsbeispiels liefert der Hochleistungsdiodenlaser durch geeignete Zusammenfuhrung der Einzellaserstrahlen bereits eine ringförmige Strahlverteilung. Dies fuhrt zu einer Vereinfachung der Einrichtung, da im nachfolgenden Strahlengang das Axikon 3 weggelassen werden kann.In a further embodiment of the exemplary embodiment, the high-power diode laser already provides a ring-shaped beam distribution by suitably combining the individual laser beams. This simplifies the device, since the axicon 3 can be omitted in the subsequent beam path.

2. Ausfuhrungsbeispiel2. Example

Die hand- und maschinenführbare Einrichtung zum Punktschweißen besteht in einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde Vorrichtung und eine die Laserstrahlen formende Optik angeordnet sind. Die Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung befindet sich außerhalb der Einrichtung und ist in diesem Ausfuhrungsbeispiel ein gepulster Nd: YAG-Laser. Über Laserstrahlen fuhrende Vorrichtungen, vorzugsweise einer Lichtleitfaser 8, gelangen die Laserstrahlen 4 zu der die Laserstrahlen einkoppelnden Vorrichtung in Form eines Fasersteckers 9. Die Fig. 3 zeigt prinzipiell eine derartige Einrichtung.In a second embodiment, the hand- and machine-operated device for spot welding consists essentially of a housing in which a device for coupling in laser beams and an optic for shaping the laser beams are arranged. The device for generating laser beams is located outside the device and in this embodiment is a pulsed Nd:YAG laser. The laser beams 4 reach the device for coupling in the laser beams in the form of a fiber connector 9 via devices for guiding laser beams, preferably an optical fiber 8. Fig. 3 shows a principle of such a device.

In einem Gehäuse befindet sich der Faserstecker 9. Im Strahlengang nach diesem ist eine Fokussierlinse 2 und die die Laserstrahlen formende Optik angeordnet. Diese Optik ist eine Teppanieroptik, die die Laserstrahlen 4 so formt, dass zum einen ein größerer Strahlfleck und zum anderen eine ringförmige Energieverteilung realisierbar sind. Eine derartige Energieverteilung ist in der Fig. 4 dargestellt. Die Teppanieroptik ist eine rotierende und gegenüber der Symmetrieachse der Laserstrahlen 4 leicht gekippt angeordnete Linse 10. Dadurch wird der Laserstrahl 4 in Richtung des Außenrandes des Strahlflecks gebrochen (Darstellung der Fig. 3), so dass eine ringförmige Energiedichteverteilung gegeben ist.The fiber connector 9 is located in a housing. A focusing lens 2 and the optics that shape the laser beams are arranged in the beam path after this. This optics is a teppaner optic that shapes the laser beams 4 in such a way that a larger beam spot and a ring-shaped energy distribution can be achieved. Such an energy distribution is shown in Fig. 4. The teppaner optic is a rotating lens 10 that is slightly tilted relative to the axis of symmetry of the laser beams 4. This causes the laser beam 4 to be refracted in the direction of the outer edge of the beam spot (illustration in Fig. 3), so that a ring-shaped energy density distribution is achieved.

Zwischen der Austrittsstelle der Laserstrahlung und der Optik befindet sich eine Strahlfalle. Der Austritt der Laserstrahlung erfolgt über die Öffnung eines Hohlzylinders 6, der in einer Ausführungsform aus mehreren gegeneinander bewegbaren und ineinander geführten Teilhohlzylindern (teleskopartig) besteht. Die Strahlfalle ist eine bewegbare Klappe 5, die die Öffnung des Hohlzylinders 6 oder des obersten und gegenüber dem Gehäuse feststehendenA beam trap is located between the exit point of the laser radiation and the optics. The laser radiation exits through the opening of a hollow cylinder 6, which in one embodiment consists of several partial hollow cylinders that can be moved against each other and guided into each other (telescopically). The beam trap is a movable flap 5 that covers the opening of the hollow cylinder 6 or the uppermost one that is fixed relative to the housing.

Teilhohlzylinders vollständig verschließt. Der Verschluss wird durch eine Druckfeder zwischen dem Gehäuse und der Klappe 5 sichergestellt. Die Lagerung der Klappe 5 ist so ausgeführt, dass bei einer Bewegung eines Stiftes gegenüber der Optik die Klappe 5 in Richtung der Optik äquivalent aufgeklappt wird. Die Öffnung des Hohlzylinders 6 oder des Teilhohlzylinders wird gegenüber der Optik freigegeben.Partial hollow cylinder is completely closed. The closure is ensured by a compression spring between the housing and the flap 5. The bearing of the flap 5 is designed in such a way that when a pin moves relative to the optics, the flap 5 is opened in the direction of the optics. The opening of the hollow cylinder 6 or the partial hollow cylinder is released relative to the optics.

Am Stift ist eine zweite Feder angebracht, deren Druckkraft über einen von außen gut zugänglichen Verstellring einstellbar ist.A second spring is attached to the pin, the pressure force of which can be adjusted via an adjustment ring that is easily accessible from the outside.

Im Inneren der Einrichtung befinden sich zwei Sensoren, die auf die Position der Klappe 5 reagieren, so dass die Positionen der geschlossenen und der vollständig geöffneten Klappe 5 sicher erfassbar sind. In einer weiteren Variante ist das ein Schalter 16, der erst bei Berührung die Einrichtung freigibt (Darstellung in der Fig. 3).Inside the device there are two sensors that react to the position of the flap 5 so that the positions of the closed and the fully opened flap 5 can be reliably detected. In another variant, this is a switch 16 that only releases the device when touched (shown in Fig. 3).

Der Nd: YAG-Laser, die Sensoren und ein an der Einrichtung befindliches Bedienpanel sind mit einer Steuerungseinrichtung insbesondere einem in der Einrichtung integrierten Mikrorechner verbunden. Damit ist gewährleistet, dass nur bei vollständig geöffneter Klappe 5 eine Laserstrahlung ausgesendet wird. Gleichzeitig erfolgt über den Mikrorechner die Steuerung des Nd: YAG-Lasers selbst entsprechend der Parametervorgabe am Bedienpanel. Für einen optimalen Schweißprozess entsprechend des Werkstücks 7 sind Pulsdauer und Pulsleistung variierbar.The Nd:YAG laser, the sensors and a control panel on the device are connected to a control device, in particular a microcomputer integrated in the device. This ensures that laser radiation is only emitted when the flap 5 is completely open. At the same time, the microcomputer controls the Nd:YAG laser itself according to the parameter settings on the control panel. The pulse duration and pulse power can be varied for an optimal welding process according to the workpiece 7.

Für die Handführung sind am Gehäuse entsprechende Griffe angebracht, so dass eine Führung der Einrichtung gegeben ist.Appropriate handles are attached to the housing for manual guidance so that the device can be guided.

Das Auslösen des Laserpulses erfolgt durch Aufsetzen der Einrichtung mit genügend großer Kraft. Dadurch ist gewährleistet, dass die zu verschweißenden Werkstücke 7 aufeinander gedrückt werden und dass schnell gearbeitet werden kann.The laser pulse is triggered by placing the device with sufficient force. This ensures that the workpieces 7 to be welded are pressed against one another and that work can be carried out quickly.

3. Ausführungsbeispiel3. Example

Die hand- und maschinenfuhrbare Einrichtung zum Punktschweißen besteht in einem dritten Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde Vorrichtung und eine die Laserstrahlen formende Optik angeordnet sind. Die Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung befindet sich außerhalb der Einrichtung und ist in diesemIn a third embodiment, the hand- and machine-operated device for spot welding consists essentially of a housing in which a device for coupling in laser beams and an optic for shaping the laser beams are arranged. The device for generating laser beams is located outside the device and is in this

Ausfuhrungsbeispiel ein gepulster Hochleistungsdiodenlaser. Über Laserstrahlen führende Vorrichtungen vorzugsweise einer Lichtleitfaser 8, gelangen die Laserstrahlen 4 zu der die Laserstrahlen einkoppelnden Vorrichtung. Die Fig. 3 zeigt prinzipiell eine derartige Einrichtung. Example of a pulsed high-power diode laser. The laser beams 4 reach the device coupling the laser beams via devices guiding the laser beams, preferably an optical fiber 8. Fig. 3 shows a principle of such a device.

In einem Gehäuse befindet sich eine die Laserstrahlen 4 in die Einrichtung einkoppelnde Vorrichtung z.B. in Form einer Kollimations-Fresnellinse. Im Strahlengang nach dieser ist die die Laserstrahlen formende Optik angeordnet. Diese Optik besteht aus einer Fresnellinse, die die Funktion eines Axikons und einer Fokussierlinse vereint. Dadurch ist ein äußerst kompakter Aufbau von nur einigen mm Dicke möglich. Zur Einsparung von Gewicht bestehen die Optiken aus beschichtetem Kunststoff, z.B. einem Acryl. Die vorhandene Optik formt die Laserstrahlen 4 so, dass zum Einen ein größerer Strahlfleck und zum Anderen eine ringförmige Energieverteilung realisierbar sind. Eine derartige Energieverteilung ist in der Fig. 4 dargestellt. Zwischen der Austrittsstelle der Laserstrahlung und der Optik befindet sich eine Strahlfalle entsprechend Ausfuhrungsbeispiel 1 oder 2.A housing contains a device that couples the laser beams 4 into the device, e.g. in the form of a collimating Fresnel lens. The optics that shape the laser beams are arranged in the beam path after this. This optics consists of a Fresnel lens that combines the functions of an axicon and a focusing lens. This enables an extremely compact structure of only a few mm thickness. To save weight, the optics are made of coated plastic, e.g. acrylic. The existing optics shape the laser beams 4 in such a way that a larger beam spot and a ring-shaped energy distribution can be achieved. Such an energy distribution is shown in Fig. 4. Between the exit point of the laser radiation and the optics there is a beam trap corresponding to embodiment example 1 or 2.

Der Hochleistungsdiodenlaser, die Sensoren und ein an der Einrichtung angeordnetes Bedienpanel sind mit einer Steuerungseinrichtung insbesondere einem in der Einrichtung integrierten Mikrorechner verbunden. Damit ist gewährleistet, dass nur bei vollständig geöffneter Klappe eine Laserstrahlung ausgesendet wird. Gleichzeitig erfolgt über den Mikrorechner die Steuerung des Hochleistungsdiodenlasers selbst entsprechend der Parametervorgabe am Bedienpanel. The high-power diode laser, the sensors and a control panel arranged on the device are connected to a control device, in particular a microcomputer integrated in the device. This ensures that laser radiation is only emitted when the flap is completely open. At the same time, the microcomputer controls the high-power diode laser itself according to the parameters specified on the control panel.

Für einen optimalen Schweißprozess entsprechend des Werkstücks 7 sind Pulsdauer und Pulsleistung variierbar.For an optimal welding process according to the workpiece 7, the pulse duration and pulse power can be varied.

Das Auslösen des Laserpulses erfolgt durch Aufsetzen der Einrichtung mit genügend großer Kraft. Dadurch ist gewährleistet, dass die zu verschweißenden Werkstücke 7 aufeinander gedrückt werden und dass autonom und schnell gearbeitet werden kann.The laser pulse is triggered by placing the device with sufficient force. This ensures that the workpieces 7 to be welded are pressed against one another and that work can be carried out autonomously and quickly.

Durch das am Gehäuse vorhandene Führungselement ist wahlweise ein Handgriff oder ein Adapter zur Befestigung an einen Roboterarm anbringbar. Das gewährleistet eine hohe Flexibilität der Einrichtung. Zur Maschine in Form des Roboters ist keine steuerungstechnische Verkopplung nötig. Der Puls wird wie beim Handbetrieb durch Aufsetzen der Einrichtung aufThe guide element on the housing allows either a handle or an adapter to be attached to a robot arm. This ensures a high level of flexibility of the device. No control-technical coupling to the machine in the form of the robot is necessary. The pulse is generated as in manual operation by placing the device on

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das Werkstück 7 ausgelöst. Damit ist eine Arbeitsweise ähnlich dem elektrischen Punktschweißen möglich.the workpiece 7 is triggered. This enables a working method similar to electric spot welding.

4. Ausfuhrungsbeispiel4. Example

Die hand- und maschinenfuhrbare Einrichtung zum Punktschweißen besteht in einem vierten Ausfuhrungsbeispiel im wesentlichen aus einem Gehäuse, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde Vorrichtung angeordnet ist. Die Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung befindet sich außerhalb der Einrichtung und ist in diesem Ausftihrungsbeispiel ein innengepumpter Hochleistungsfaserlaser 11. Dieser besteht aus einer Doppelkernfaser. In die innere Faser 12 wird die Pumpstrahlung (z.B. von einem Hochleistungsdiodenlaser) eingekoppelt. Die äußere Faser 13 in Form eines Ringes besteht z.B. aus Nd:Glas und wird bei genügend großer Länge von der inneren Faser 12 gepumpt und zum Laserprozess angeregt. Als Resultat entsteht ein ringförmiger Laserstrahl. Die Fig. 5 zeigt prinzipiell eine derartige Einrichtung. In einem Gehäuse befindet sich eine die Laserstrahlen 4 auf das Werkstück 7 abbildende Vorrichtung z.B. in Form einer Kollimations- 14 und einer Fokussierlinse 15. Der innengepumpte Hochleistungsfaserlaser 11 liefert eine ringförmige Energieverteilung. Eine derartige Energieverteilung ist in der Fig. 4 dargestellt.In a fourth embodiment, the hand- and machine-operated device for spot welding consists essentially of a housing in which a device for coupling in laser beams is arranged. The device generating laser beams is located outside the device and in this embodiment is an internally pumped high-performance fiber laser 11. This consists of a double-core fiber. The pump radiation (e.g. from a high-performance diode laser) is coupled into the inner fiber 12. The outer fiber 13 in the form of a ring consists e.g. of Nd:glass and, if sufficiently long, is pumped by the inner fiber 12 and excited for the laser process. The result is a ring-shaped laser beam. Fig. 5 shows a principle of such a device. In a housing there is a device for imaging the laser beams 4 onto the workpiece 7, e.g. in the form of a collimation lens 14 and a focusing lens 15. The internally pumped high-performance fiber laser 11 provides a ring-shaped energy distribution. Such an energy distribution is shown in Fig. 4.

Die Strahlfalle und die Steuerungseinrichtungen können wie in den Beispielen 1 bis 3 ausgeführt sein.The beam trap and the control devices can be designed as in Examples 1 to 3.

Das Auslösen des Laserpulses erfolgt ebenfalls durch Aufsetzen der Einrichtung mit genügend großer Kraft. Dadurch ist gewährleistet, dass die zu verschweißenden Werkstücke 7 aufeinander gedrückt werden und dass schnell gearbeitet werden kann.The laser pulse is also triggered by placing the device with sufficient force. This ensures that the workpieces 7 to be welded are pressed against one another and that work can be carried out quickly.

In weiteren Ausfiihrungsformen des Ausfuhrungsbeispiels wird der Faserlaser durch ein ringförmig angeordnetes Faserbündel oder einen im Ringmode betriebenen Festkörperlaser ersetzt. In das kompakte Faserbündel wird die Strahlung eines Nd: VAG- oder Hochleistungsdiodenlasers eingekoppelt. Anschließend erfolgt eine Umformung des Faserbündels zu einem Faserring. Das Ende des Faserringes wird auf das Werkstück 7 abgebildet. Alternativ wird ein diodengepumpter Festkörperlaser durch eine geeignete Modenblende oderIn further embodiments of the exemplary embodiment, the fiber laser is replaced by a ring-shaped fiber bundle or a solid-state laser operated in ring mode. The radiation of a Nd: VAG or high-power diode laser is coupled into the compact fiber bundle. The fiber bundle is then formed into a fiber ring. The end of the fiber ring is imaged onto the workpiece 7. Alternatively, a diode-pumped solid-state laser is replaced by a suitable mode aperture or

entsprechende Resonatoranordnungen im Ringmode betrieben und die Strahlung auf das Werkstück 7 fokussiert.corresponding resonator arrangements are operated in ring mode and the radiation is focused on the workpiece 7.

Claims

1. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung zum Punktschweißen in einem optisch dichten Gehäuse mit einer intern oder einer über Lichtwellenleiter angekoppelten extern angeordneten und Laserstrahlen erzeugenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Aufsetzen auf die zu verschweißenden Körper mechanisch über mindestens ein Stellelement betätigbare und dabei einen Gegendruck zu überwindende, eine Öffnung als Austrittsstelle der Laserstrahlen (4) freigebende und eine bei vollständiger Öffnung wenigstens einen Laserpuls auslösende Strahlfalle in dem optisch dichten Gehäuse angeordnet ist und dass in dem optisch dichten Gehäuse entweder zwischen einer laserstrahlauskoppelnden oder der einen Laserstrahl erzeugenden Vorrichtung und der Öffnung eine über den Querschnitt des Laserstrahles weitestgehend eine gleiche oder ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles realisierende Optik oder eine Laserstrahlen mit über den Querschnitt des Laserstrahles eine weitestgehend gleiche oder ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles liefernde Vorrichtung angeordnet ist und dass das eine feststehende oder eine rotierende Optik ist, dass wenigstens die Strahlfalle über mindestens einen Positionsgeber und die laserstrahlerzeugende Vorrichtung mit einer in das Gehäuse angeordneten Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden sind und dass am Gehäuse wenigstens ein Führungselement angebracht ist. 1. Hand and machine-operated autonomous device for spot welding in an optically sealed housing with an internally or externally arranged device coupled via optical fibers and generating laser beams, characterized in that a beam trap which can be actuated mechanically by placing it on the bodies to be welded via at least one actuating element and in the process overcomes a counterpressure, which releases an opening as an exit point for the laser beams ( 4 ) and triggers at least one laser pulse when fully opened, is arranged in the optically sealed housing and that in the optically sealed housing either between a laser beam output device or the device generating a laser beam and the opening there is arranged an optic which realizes a largely equal or ring-shaped energy distribution of the laser beam over the cross section of the laser beam or a laser beam device which provides a largely equal or ring-shaped energy distribution of the laser beam over the cross section of the laser beam and that this is a fixed or a rotating optic, that at least the beam trap is connected via at least one position sensor and the laser beam generating device with a are connected to a control and/or regulating device arranged in the housing and that at least one guide element is attached to the housing.

2. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Optik ein Axikon (3) ist und dass entweder eine Fokussierlinse nachgeordnet ist oder dass das Axikon (3) gleichzeitig die Fokussierlinse ist. 2. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the fixed optics is an axicon ( 3 ) and that either a focusing lens is arranged downstream or that the axicon ( 3 ) is simultaneously the focusing lens.

3. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Optik eine Teppanieroptik ist. 3. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the rotating optics are teppanier optics.

4. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Optiken als Fresnel-Optiken und/oder dass die Optiken als Kunststoff-Optiken ausgeführt sind. 4. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the optics are designed as Fresnel optics and/or that the optics are designed as plastic optics.

5. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles liefernde Vorrichtung ein im Inneren gepumpter Faserlaser ist. 5. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the device providing an annular energy distribution of the laser beam is an internally pumped fiber laser.

6. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles liefernde Vorrichtung ein ringförmig angeordnetes Faserbündel ist. 6. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the device providing an annular energy distribution of the laser beam is a ring-shaped fiber bundle.

7. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine ringförmige Energieverteilung des Laserstrahles liefernde Vorrichtung ein im Ringmode betriebener Festkörperlaser ist. 7. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the device providing a ring-shaped energy distribution of the laser beam is a solid-state laser operated in ring mode.

8. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlfalle eine bewegbare Klappe (5) ist, dass zum einen die Klappe (5) über eine Druckfeder auf der Öffnung für den Laserstrahl sicher positioniert ist und dass zum anderen die Klappe (5) über einen gegenüber der Vorrichtung verschiebbarem Hohlzylinder (6) oder Stift als Stellelement bewegbar ist. 8. Hand- and machine-operable autonomous device according to protection claim 1, characterized in that the beam trap is a movable flap ( 5 ), that on the one hand the flap ( 5 ) is securely positioned on the opening for the laser beam via a compression spring and that on the other hand the flap ( 5 ) is movable via a hollow cylinder ( 6 ) or pin that can be moved relative to the device as an adjusting element.

9. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das eine die Kraft über einen von außen betätigbaren Stellring einstellbare Druckfeder ist. 9. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 8, characterized in that the force is adjustable via an adjusting ring that can be actuated from the outside.

10. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (6) oder der Stift mit einer Druckfeder gekoppelt ist und dass das eine die Kraft über einen von außen betätigbaren Stellring einstellbare Druckfeder ist. 10. Hand- and machine-operable autonomous device according to protection claim 8, characterized in that the hollow cylinder ( 6 ) or the pin is coupled to a compression spring and that the one compression spring is adjustable in force via an adjusting ring that can be actuated from the outside.

11. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung des verschiebbaren Hohlzylinders (6) gegenüber dem Innenraum der Vorrichtung optisch abgedichtet ist. 11. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 8, characterized in that the outer wall of the displaceable hollow cylinder ( 6 ) is optically sealed from the interior of the device.

12. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Hohlzylinder (6) über eine flexible Manschette mit dem Gehäuse der Vorrichtung verbunden ist. 12. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 11, characterized in that the displaceable hollow cylinder ( 6 ) is connected to the housing of the device via a flexible sleeve.

13. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in die Strahlfalle ein Temperatursensor angeordnet ist und dass der Temperatursensor mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist. 13. Hand- and machine-operable autonomous device according to protection claim 1, characterized in that a temperature sensor is arranged on or in the beam trap and that the temperature sensor is connected to the control and/or regulating device.

14. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die intern angeordnete und Laserstrahlen erzeugende Vorrichtung ein Hochleistungsdiodenlaser ist. 14. Hand- and machine-operable autonomous device according to claim 1, characterized in that the internally arranged device generating laser beams is a high-power diode laser.

15. Hand- und maschinenführbare autonome Einrichtung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement so ausgebildet ist, dass wahlweise ein Handgriff oder eine Adaptervorrichtung zur Befestigung an einer Maschine insbesondere einen Roboterkopf anbringbar ist. 15. Hand- and machine-guided autonomous device according to claim 1, characterized in that the guide element is designed such that optionally a handle or an adapter device for fastening to a machine, in particular a robot head, can be attached.