DE3926859A1 - Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlungInfo
- Publication number
- DE3926859A1 DE3926859A1 DE3926859A DE3926859A DE3926859A1 DE 3926859 A1 DE3926859 A1 DE 3926859A1 DE 3926859 A DE3926859 A DE 3926859A DE 3926859 A DE3926859 A DE 3926859A DE 3926859 A1 DE3926859 A1 DE 3926859A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- laser
- workpiece
- cutting
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims description 91
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 44
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 claims description 3
- 235000010678 Paulownia tomentosa Nutrition 0.000 claims 1
- 240000002834 Paulownia tomentosa Species 0.000 claims 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 claims 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 3
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N prosulfocarb Chemical compound CCCN(CCC)C(=O)SCC1=CC=CC=C1 NQLVQOSNDJXLKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- 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
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/034—Observing the temperature of the workpiece
-
- 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
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbei
ten von Werkstücken mit Laserstrahlung, insbesondere zum
Schneiden, Einlochen und Abtragen metallischer Werkstücke, bei
dem die Bearbeitungsstelle des Werkstücks mit einem Strahlungs
detektor überwacht wird, unter dessen Mitwirkung die Intensität
der Laserstrahlung bei Erreichen eines oberen Grenzwertes redu
ziert und bei Erreichen eines unteren Grenzwertes gesteigert
wird.
Ein Verfahren der vorgenannten Art ist bei einem Bearbei
tungsverfahren bekannt, bei dem mit laserinduziertem Plasma ge
arbeitet wird. Der diesbezügliche obere Grenzwert ist diejenige
Laserintensität, bei der eine laserinduzierte Detonationswelle
erzeugt wird. Der untere Grenzwert ist diejenige Laserintensi
tät, die zur Erzeugung eines Oberflächenplasmas mindestens be
nötigt wird. Der bekannte Strahlungsdetektor überwacht das
Plasmaleuchten bzw. andere aus dem Plasma herrührende physika
lische Größen, damit unter Heranziehung des Meßergebnisses die
Laserintensität durch geeignete Modulation im Sinne der Auf
rechterhaltung der Plasmabildung unter Vermeidung einer uner
wünschten Detonationswelle geregelt werden kann.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es
auch zu verwenden ist, wenn plasmafrei gearbeitet wird, insbe
sondere beim Einlochen, Schneiden und Abtragen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mit dem Strahlungs
detektor die von dessen Bearbeitungsstelle ausgehende Wärme
strahlung gemessen wird, mit der eine obere Temperatur als der
obere Grenzwert eines vorbestimmten Temperaturbereichs und eine
untere Temperatur als der untere Grenzwert dieses Temperaturbe
reichs überwacht werden, und daß die Laserstrahlung bei Errei
chen des oberen Grenzwerts abgeschaltet und bei Erreichen des
unteren Grenzwerts wieder eingeschaltet wird.
Für die Erfindung ist zunächst von Bedeutung, daß von der
Bearbeitungsstelle ausgehende Wärmestrahlung als Meßgröße zum
geregelten Verfahren benutzt wird. Die Wärmestrahlung ist tem
peraturabhängig, d.h. bei bestimmten Temperaturen wird Wärme
bzw. Licht ganz bestimmter Wellenlänge erzeugt. Tritt Wärme
strahlung dieser Wellenlänge mit bestimmter Intensität auf, so
kann davon ausgegangen werden, daß die Bearbeitungsstelle eine
ganz bestimmte durch die Wellenlänge und ihre Intensität cha
rakterisierte Temperatur hat. Bei dieser Temperatur liegt für
eine bestimmte Werkstückgeometrie ein bestimmtes Bearbeitungs
ergebnis vor, beispielsweise eine bestimmte, noch annehmbare
Schnittqualität. Diese, den oberen Grenzwert bestimmende obere
Temperatur wird jeweils empirisch bestimmt, je nach Vorgaben,
wie die bereits angesprochene Werkstückgeometrie, die Schnitt
qualität, die Schnittgeschwindigkeit, der Werkstoff od.dgl.
Auch der untere Grenzwert eines vorbestimmten Temperaturbe
reichs kann als untere Temperatur dementsprechend durch eine
Wärmestrahlung ganz bestimmter Wellenlänge und Intensität defi
niert werden.
Des weiteren ist für das erfindungsgemäße Verfahren von
Bedeutung, insbesondere für dessen einfache Durchführung, daß
die Reduzierung bzw. die Steigerung der Intensität der Laser
strahlung durch einfaches Ein- und Abschalten erreicht werden
kann, also mit Maßnahmen, die praktisch keinen schaltungsmäßi
gen Aufwand erfordern. Vorteilhafterweise wird das Werkstück
mit kontinuierlicher Laserstrahlung bearbeitet. Ein derartiger
Laserbetrieb ist für das einfache Ab- und Einschalten der La
serstrahlung bei Erreichung der Grenzwerte besonders vorteil
haft.
Der vorangesprochene Temperaturbereich wird derart vorbe
stimmt, daß der obere Grenzwert bei metallischen Werkstücken
zwischen der Verdampfungstemperatur und der Schmelztemperatur
liegt, und daß der untere Grenzwert beim Schmelzbearbeiten etwa
gleich der Schmelztemperatur und beim Bearbeiten mit reaktivem
Schneidgas im Bereich der Zündtemperatur liegt.
In Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren so
durchgeführt, daß der Vorschub des Laserstrahls beim Schneiden
mit einem eine vorbestimmte Rauhtiefe der Schnittflanken des
Werkstücks gewährleistenden Überlappungsgrad seiner beim Ab
und Einschalten aufeinanderfolgenden Schneidflecken erfolgt.
Der Vorschub wird dazu über die sich einstellende Pulsfrequenz
bzw. das Tastverhältnis gesteuert.
Damit ein Einlochvorgang möglichst bald abgebrochen werden
kann, wird das Verfahren so durchgeführt, daß die Bearbeitung
beim Einlochen beendet wird, wenn der obere Grenzwert nach ei
ner vorbestimmten Zeit nicht erreicht ist. Grundlage hierfür
ist die Erkenntnis, daß das Erreichen einer bestimmten, das
Einlochen bewirkenden Temperatur bei einer bestimmtem Werk
stückgeometrie innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu erwarten
ist, deren Überschreitung anzeigt, daß der Laserstrahl das
Werkstück nunmehr durchbohrt hat und daher ein weiteres Auf
schmelzen nicht mehr stattfinden kann.
In Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren so
durchgeführt, daß das Werkstück mit reaktivem und/oder mit in
ertem Schneidgas eingelocht und/oder geschnitten wird, und daß
nach einem mit reaktivem Schneidgas erfolgenden Einlochen be
darfsweise auf mit Inertgas erfolgendes Schneiden umgeschaltet
wird oder umgekehrt.
Reaktives Schneidgas, z.B. O2, ermöglicht Oxydationsvor
gänge im Bereich der Bearbeitungsstelle und damit schnelleres
Aufschmelzen bzw. Brennen des Werkstückmaterials. Inertgas
steigert die Schnittqualität durch Vermeidung von Oxidbildung,
kann die Rauhtiefe vermindern und das Schneiden kritischer
Werkstoffe erleichtern, auch in Verbindung mit einem reaktiven
Schneidgas. Als reaktives Schneidgas wird beispielsweise Sauer
stoff O2 verwendet, als Inertgas beispielsweise Stickstoff N2.
Die Bearbeitung mit reaktivem Schneidgas und mit Inertgas kann
derart kombiniert werden, daß das Einlochen durch die Verwen
dung von reaktivem Schneidgas schnell erfolgt bzw. überhaupt
erst ermöglicht wird, wonach eine vorteilhafterweise automa
tisch erfolgende Umschaltung auf ein Schneiden mit Inertgas
durchgeführt wird, um die gewünschte Schnittqualität zu errei
chen.
Vorteilhaft ist es, daß die Überwachung der bei der Bear
beitung vom Werkstück abgegebenen Wärmestrahlung vertikal zum
Werkstück und gleichachsig mit der Laserstrahlung erfolgt. Da
durch ergibt sich eine stets ordnungsgemäße Positionierung der
Meßstelle im Bereich der Bearbeitungsstelle. Vor allem ist je
doch der Vorteil gegeben, daß Platzprobleme vermieden werden,
weil die Meßvorrichtung bei Konturschnitten nicht mitbewegt
werden muß oder ein mit der Meßvorrichtung verbundener Meßfüh
ler nicht in der Nähe der Bearbeitungsstelle des Werkstücks an
geordnet werden muß. Vielmehr kann die Wärmestrahlung von dem
ohnehin vorhandenen Strahlführungssystem ohne weiteres an eine
zur Auskopplung der Wärmestrahlung aus dem Laserstrahl geeigne
te Stelle geleitet werden.
Das Abtragen von Werkstoff mit einem Laser muß so gestal
tet werden, daß eine höchstzulässige Abtragstiefe nicht über
schritten wird. In Weiterbildung der Erfindung wird daher so
vorgegangen, daß beim Abtragen von Werkstoff eines Werkstücks
außer der von der Bearbeitungsstelle ausgehenden Wärmestrahlung
auch die Abtragstiefe gemessen und für eine Grenzwertkorrektur
herangezogen wird.
In der Regel kann der Sollabtrag nicht durch einen einzi
gen Arbeitsgang mit der erforderlichen Genauigkeit erreicht
werden. Um größere Genauigkeiten auch im Falle größerer Ab
tragstiefen zuverlässig zu erreichen, wird daher so verfahren,
daß das Abtragen von Werkstoff in zeitlich aufeinanderfolgenden
Arbeitsschritten mit jeweils vorbestimmten Strahlungsintensitä
ten erfolgt, daß während oder nach jedem Arbeitsschritt die Ab
tragstiefe gemessen wird, und daß zumindest der obere Grenzwert
verringert wird, wenn die der Messung nachfolgende, mit vorbe
stimmter Strahlungsintensität erfolgende Abtragsbearbeitung zu
einer voraussichtlichen Überschreitung der Sollabtragstiefe
führen würde.
Vorteilhaft ist es desweiteren, wenn eine Grenzwertkorrek
tur im gleichen Sinn zu einer Änderung der relativen Vorschub
geschwindigkeit der Bearbeitung erfolgt. Es kann dann bei
spielsweise erreicht werden, daß im Bereich von Bewegungsände
rungen, also beispielsweise im Fall einer relativen Bewegungs
umkehr des Laserstrahls ein zu großes Abtragen von Werkstoff
vermieden wird, insbesondere um eine Überschreitung des Regel
bereichs der Abtragsregelung zu vermeiden oder diese zu ergän
zen.
Eine Vorrichtung zur Überwachung der Bearbeitung ist da
durch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl mit einem Lochspiegel
auf die Bearbeitungsstelle gerichtet ist, hinter dessen in
Richtung des zur Bearbeitungsstelle gelenkten Strahlabschnitts
ausgerichtetem Loch eine Fotodiode als Strahlungsdetektor ange
ordnet ist, dem ein Bandpaßfilter vorgeordnet ist. zum Auskop
peln der Wärmestrahlung aus dem Laserstrahl ist der Lochspiegel
mit seinem Loch nämlich so angeordnet, daß er mittig zur Inten
sitätsverteilung des Laserstrahls liegt und damit die größtmög
liche Wärmestrahlungsintensität für ein möglichst großes Meß
signal erbringt.
Der Laserstrahl weist einen Donat-Mode auf und das Loch
des Lochspiegels ist im Bereich der geringen Strahlungsintensi
tät des Strahlquerschnitts angeordnet. Die in der Mitte zumin
dest verringerte Intensitätsverteilung des Donat-Mode gestattet
es, die von der Bearbeitungsstelle herrührende Wärmestrahlung
weitgehend unbeeinträchtigt messen zu können.
Eine weitere Vorrichtung zur Überwachung der Bearbeitung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die von der Bearbeitungsstelle
ausgehende Wärmestrahlung durch einen die Laserstrahlung re
flektierenden, die Wärmestrahlung jedoch durchlassenden Spiegel
bedarfsweise durch einen Bandpaßfilter und eine Sammellinse auf
einen als Fotodiode ausgebildeten Strahlungsdetektor gerichtet
ist. Die Anordnung eines teiltransmittierenden Spiegels ist
baulich besonders einfach.
Eine dritte Vorrichtung zur Überwachung der Bearbeitung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung durch das
Loch eines Scraperspiegels auf die Bearbeitungsstelle einge
strahlt ist, und daß die von dieser ausgehende Wärmestrahlung
von dem Spiegel durch einen Bandpaßfilter und eine Sammellinse
auf den als Fotodiode ausgebildeten Strahlungsdetektor gerich
tet ist. Der Scraperspiegel sammelt großflächig die außerhalb
des Laserstrahlquerschnitts auftretende reflektierte Wärme
strahlung und lenkt diese zum Strahlungsdetektor hin um.
Der Bandpaßfilter erlaubt es in allen vorbeschriebenen An
wendungsfällen, von der Bearbeitungsstelle ausgehende Wärme
strahlung unerwünschter Wellenlänge abzufangen und auch etwa
auftretende Streustrahlungen und/oder Reflexionen von Laser
strahlung aus dem Bearbeitungsbereich nicht zur Einwirkung und
damit zur Verfälschung des Meßergebnisses durch den Strahlungs
detektor kommen zu lassen.
Eine Vorrichtung, mit der die vorbeschriebenen Überwa
chungsvorrichtungen vorzugsweise verwendet werden können, ist
dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Einlochen und/oder Schnei
den des Werkstücks eine den Laser ein- und ausschaltende Ab
laufsteuerung hat, die mit einer die Bearbeitungsart sowie den
Beginn und das Ende der Bearbeitung bestimmenden CNC-Steuerein
heit funktionsmäßig verbunden und von einem Trigger beauf
schlagt ist, an den der Detektor sowie den oberen und den unte
ren Grenzwert bestimmende Geber angeschlossen sind.
Die vorbeschriebene Vorrichtung ist insbesondere zum Ein
lochen und Schneiden des Werkstücks geeignet. Zum Abtragen von
Werkstoff des Werkstücks wird sie zweckmäßigerweise modifi
ziert, nämlich im Hinblick auf die dann verwendete Abstandsmes
sung, infolge derer sie so ausgebildet ist, daß sie zum Abtra
gen von Werkstoff des Werkstücks eine den Laser ein- und aus
schaltende Abtragsregelung hat, die mit einer die Bearbeitungs
art, den Sollabtrag und bedarfsweise die relative Vorschubge
schwindigkeit sowie die den Beginn und das Ende der Bearbeitung
bestimmenden CNC-Steuereinheit funktionsmäßig verbunden ist,
und daß die Abtragsregelung von einer die Abtragstiefe messen
den Einrichtung und von einem Trigger beaufschlagt ist, an den
der Detektor sowie den oberen und unteren Grenzwert bestimmende
Geber angeschlossen sind, die mit der Abtragsregelung in Abhän
gigkeit von der die Abtragstiefe messenden Einrichtung ein
stellbar sind.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine diagrammatische Darstellung des Meßergebnisses
eines Strahlungsdetektors und der Laseransteuerung,
jeweils in der Abhängigkeit von der Zeit,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 eine Strahlführung mit Strahlungsdetektor,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Überwachungsein
richtung mit einem Scraperspiegel,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines mehrschichtigen
Abtragens von Werkstoff,
Fig. 6 die Abtragstiefe a in Abhängigkeit von der Zeit t
beim Abtragen der Lagen in einem Werkstück der
Fig. 5,
Fig. 7 eine der Fig. 1 oben ähnliche Darstellung zur Erläu
terung der Grenzwertkorrektur, und
Fig. 8 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung mit einem Block
schaltbild einer Steuereinrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Abtragens.
Gemäß Fig. 3 wird ein Werkstück 10 mit einem Laserstrahl 11
geschnitten. Die Schneidstelle ist mit 12 bezeichnet, so daß
der ungeschnittene Bereich des Werkstücks 10 mit Diagonalstri
chen versehen ist, während die freiliegenden Schnittflanken 17
ungekennzeichnet bleiben. Diese Flächen sind im Idealfall völ
lig glatt. Der Laserstrahl 11 erzeugt an der Bearbeitungsstelle
12 auf der Oberfläche 10′ des Werkstücks 10 einen Schneidfleck
18, der die Breite der Schnittfuge und deren Schnittfront be
stimmt. Die Größe des Schneidflecks 18 wird durch eine im
Strahlengang gelegene Fokussierlinse 23 bestimmt, beispielswei
se eine ZnSe-Linse. Nahe der Bearbeitungsstelle 12 ist eine
Schneidgasdüse 24 mit einem Durchlaß 25 für den Laserstrahl und
in nicht dargestellter Weise zugeleitetes reaktives Schneid
und/oder Inertgas angeordnet.
Der Laserstrahl 11 hat einen Donat-Mode, d.h. seine Inten
sität ist etwa gemäß dem in Fig. 3 oben dargestellten Gitterbild
radial verteilt. Dementsprechend ist der Laserstrahl 11 in
Fig. 3 nur im Bereich seiner größten Intensitäten geschwärzt
dargestellt. Aus Fig. 3 ist dementsprechend ersichtlich, daß der
zentrale Bereich des Laserstrahls 11 keine bzw. eine nur sehr
geringe Intensität aufweist, so daß hier Platz für von der Be
arbeitungsstelle 12 ausgehende Wärmestrahlung 16 ist. Diese
Wärmestrahlung wird von der Bearbeitungsstelle 12 durch die
Linse 23 zunächst einem Umlenkspiegel 26 und dann einem Loch
spiegel 12 zugeleitet, durch dessen Loch 21 sie austritt, einen
Bandpaßfilter 22 durchsetzt und auf einen Strahlungsdetektor 13
trifft, der beispielsweise als Fotodiode ausgebildet ist.
Das Loch 21 ist in der Richtung 20 des zwischen den Spie
geln 26, 21 angeordneten Strahlabschnitts 11′ gerichtet und vom
Durchmesser her so gewählt, daß es ausgeschlossen ist, daß vom
Laser kommende Strahlung direkt durch das Loch 21 in Richtung
auf den Strahlungsdetektor 13 gelangen kann. Der Lochspiegel 21
kann unter Wegfall des Umlenkspiegels 26 auch so angeordnet
werden, daß der Strahlabschnitt 11′ direkt durch die Linse 23
auf die Bearbeitungsstelle 12 trifft, sofern auf den Lochspie
gel 19 entsprechend seitlich eingestrahlt wird.
Die Einwirkung des Laserstrahls 11 auf die Bearbeitungs
stelle 12 bewirkt ein Ansteigen der Temperatur des Werkstückma
terials, wenn der Laser zum Zeitpunkt te eingeschaltet wird.
Unterstellt man idealisierend, daß der Laser von te bis ta mit
einer vorbestimmten Intensität eingeschaltet ist, so resultiert
daraus die in Fig. 1 idealisierte Anstiegskurve des Strahlungs
detektor- bzw. Diodensignals. Der Anstieg erfolgt bis auf einen
oberen Grenzwert 14, also bis auf einen Temperaturwert, bei dem
die Bearbeitungsstelle 12 durch Emission einer durch Wellenlän
ge und Intensität bestimmten Wärmestrahlung erkennen läßt, daß
das Werkstückmaterial eine bestimmte Temperatur erreicht hat.
In diesem Augenblick ta wird der Laser abgeschaltet, so daß
sich die Bearbeitungsstelle 12 abkühlt und das Diodensignal
demgemäß verringert wird, bis der untere Grenzwert 15 erreicht
ist. In diesem Augenblick te 1 wird der Laser wieder eingeschal
tet usw. Es ergibt sich eine Folge von bei eingeschaltetem und
bei ausgeschaltetem Laser auftretenden Meßwerten des Strah
lungsdetektors 13 in Abhängigkeit von der Zeit zwischen den
Grenzwerten 14, 15 gemäß Fig. 1. Die zugehörigen Laserimpulse
bzw. Einschaltzeiten des Lasers ergeben sich aus dem unteren
Teil dieser Figur. Es ist dargestellt, daß die erste Einschalt
dauer ta-te zum allgemeinen Aufheizen etwas größer ist, als
die nachfolgenden Einschaltdauern, z.B. ta 1-te 2.
Außerdem ist in Fig. 1 dargestellt, daß das Einschalten des
Lasers zu einem Zeitpunkt ten keine Erhöhung des Meßwerts des
Strahlungsdetektors 13 zur Folge hat. Vielmehr ist nach einer
vorbestimmten Zeit TE noch stets derselbe Meßwert vorhanden bzw.
gar gesunken. Die Ursache hierfür ist, daß im Bereich des La
serstrahls kein aufzuheizendes Material mehr vorhanden ist,
beispielsweise weil ein Einlochvorgang im Sinne eines Durchboh
rens abgeschlossen ist. Ein derartiges Meßergebnis wird dazu
benutzt, das Einlochen abzubrechen oder vom Einlochbetrieb bei
stillstehendem Laserstrahl auf einen kontinuierlichen oder
schrittweise erfolgenden Vorschub des Laserstrahls umzuschal
ten.
Aus Fig. 2 ist die funktionsmäßige Verknüpfung der wichtig
sten Bestandteile einer Vorrichtung zum Bearbeiten ersichtlich.
Die von dem Detektor 13 im Verlaufe der Zeit ermittelten Meß
werte 27 werden verstärkt an einen Schmitt-Trigger 28 weiterge
leitet, der außerdem mit Gebern 29 und 30 für den oberen Grenz
wert 14 sowie für den unteren Grenzwert 15 verbunden ist. Der
Schmitt-Trigger 28 gibt dem Meßwertverlauf 27 entsprechend un
ter Berücksichtigung der Grenzwerte 14, 15 Schaltimpulse 31 für
eine Ablaufsteuerung 32, von der aus der Laser 33 angesteuert
wird, und zwar mit den aus Fig. 1 ersichtlichen Ansteuerimpulsen
34.
Die Ablaufsteuerung 32 ist außerdem mit der CNC-Steuerein
heit 35 funktionsmäßig verbunden. Letztere bestimmt beispiels
weise die Betriebsart der Ablaufsteuerung 32, gibt also die Be
fehle entweder zum Einlochbetrieb oder zum Schneidbetrieb der
Ablaufsteuerung 32. Insoweit ist beispielsweise unterschied
lich, daß im Einlochbetrieb eine Abschalt- und/oder Umschaltau
tomatik für den Fall vorhanden sein muß, daß das Loch durchgän
gig ist. In diesem Fall meldet die Ablaufsteuerung 32 das Ende
des Einlochens an die Steuerung 35. Auch die Startbefehle für
das Einlochen und das Schneiden und der Abschaltbefehl für
Schneidbetrieb gehen von der Steuereinheit 35 aus. Letztere be
einflußt auch die Schneidgassteuerung 36, also die Zufuhr von
z.B. Sauerstoff beim Einlochbetrieb. Außerdem dient die CNC-
Steuereinheit 35 dazu, das sogenannte Handling 37 zu beeinflus
sen, also die erforderlichen Stellbewegungen beim Einlochen
und/oder Schneiden.
Die vorbeschriebenen Verfahrensschritte und Vorrichtungen
eignen sich auch zum Einlochen und Schneiden von nichtmetalli
schen Werkstoffen. Beispielsweise können Holz, Hartschaumstoff,
Kunststoff, Glas, Keramiken und Baumwollgewebe geschnitten wer
den. An die Stelle der oberen und/oder unteren Grenzwerte, z.B.
an die Stelle der Schmelz- oder Zündtemperatur o.dgl. treten
für diese Werkstoffe maßgebliche Erfahrungswerte, wie bei
spielsweise die Zersetzungstemperatur und/oder die Erweichungs
temperatur bei Kunststoff.
Zur Erzeugung der Laserstrahlung werden Kohlendioxid-,
Kohlenmonoxid-, Festkörper-, Eximer- oder Argonlaser verwendet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, die von der Bearbei
tungsstelle 12 reflektierte Wärmestrahlung zu überwachen, und
zwar durch Verwendung eines teiltransmittierenden Spiegels 26,
der also die Laserstrahlung des Laserstrahls 11 voll reflek
tiert, jedoch die Wärmestrahlung 16 durchläßt, so daß diese
durch einen bedarfsweise vorhandenen Bandpaßfilter 32 hindurch
und/oder eine nicht dargestellte Sammellinse auf den als Foto
diode ausgebildeten Strahlungsdetektor 13 einwirken kann.
Fig. 4 zeigt einen beispielsweise von einem CO2-Laser er
zeugten Laserstrahl 11, der durch das Loch 38 eines Scraper
spiegels 39 in Richtung auf das Werkstück 10 gestrahlt wird.
Eine Sammellinse 23 fokussiert die Laserstrahlung und erzeugt
auf der Werkstückoberfläche 10′ den Strahlfokus 18. Die beim
Schneiden vom Werkstück 10 ausgehende Wärmestrahlung 16 trifft
auf den Ring des Scraperspiegels 39 und wird von diesem im Win
kel zum Laserstrahl 11 abgestrahlt. Danach wird die Wärmestrah
lung 16′ durch einen Bandpaßfilter 22 einer Sammellinse 40 zu
geführt welche die Wärmestrahlung auf den als Fotodiode ausge
bildeten Strahlungsdetektor 13 fokussiert.
In Fig. 5 ist ein Werkstück 10 dargestellt, in das eine
quaderförmige Vertiefung 42 mit einer Gesamtabtragstiefe a soll
mittels Laserstrahlung eingearbeitet werden soll. Wenn diese
Abtragstiefe vergleichsweise groß ist, kann sie nicht mit einem
einzigen Arbeitsgang erreicht werden. Vielmehr muß der abzutra
gende Bereich des Werkstücks 10 mehrfach bearbeitet werden, so
daß der Werkstoff lagenweise entfernt wird. In Fig. 5 sind diese
Lagen exakt gleich groß und gleich dick übereinander angeord
net. Es versteht sich jedoch, daß die Lagen infolge unter
schiedlicher Ausgestaltung der Vertiefung 42 auch abweichend
ausgebildet sein können, also unterschiedlich groß und unter
schiedlich dick.
Fig. 6 zeigt für den Fall der Fig. 5 die Abtragstiefe a über
der Zeit t und es ist ersichtlich, daß die Abtragstiefe infolge
zeitlich aufeinander folgende Arbeitsschritte, deren Dauer
durch t 1, t 2 usw. gekennzeichnet ist, in gleichgroßen Beträgen
gesteigert wird. Das bedeutet, daß das Abtragen des Werkstoffs
mit jeweils vorbestimmter Strahlungsintensität erfolgt. Es ist
ersichtlich, daß nach dem Abtragen der n.-1.Lage die Anwendung
einer ungeänderten Strahlungsintensität zu einer Überschreitung
der Sollabtragstiefe führen würde. Die n.Lage muß daher so ab
getragen werden, daß zumindest der obere Grenzwert verringert
wird. Das wird anhand der Fig. 7 erläutert.
In Fig. 7 zeigt das Diagramm die Abhängigkeit des Dioden
signals einer die Abtragstiefe messenden Einrichtung 41 von der
Zeit t für die Arbeitsschritte der Fig. 5, 6. Es ist ersichtlich,
daß bei den Arbeitsschritten t 1, t 2 bis t n -1 mit einem ersten
oberen Grenzwert 14′ gearbeitet wird, sowie mit einem ersten
unteren Grenzwert 15′. Zwischen diesen Grenzwerten werden wäh
rend eines Abtragintervalls, z.B. t 1 eine Anzahl von Laserlicht
impulsen vorbestimmter Intensität angewendet. Die infolgedessen
zugeführte Strahlungsenergie bestimmt sich durch die Grenzwerte
14′, 15′. Zum Abtragen der n.Lage sind die Grenzwerte gesenkt.
Die zugeführte Energie bestimmt sich nun durch den zweiten obe
ren Grenzwert und durch den zweiten unteren Grenzwert. Beide
Grenzwerte sind kleiner. Die zugeführte Energie ist geringer,
so daß die Sollabtragstiefe nicht überschritten wird.
Anhand der Fig. 5 bis 7 wurde ein schrittweises Abtragen
von Werkstoff beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, daß die
Sollabtragstiefe mit einem einzigen Arbeitsschritt erreicht
werden kann, insbesondere wenn sie gering ist. In diesem Fall
muß je nach Größe der Sollabtragstiefe ebenfalls eine Beein
flussung der Grenzwerte 14′, 15′ erfolgen. Beides kann durch ein
während des Abtragens erfolgendes Messen der Abtragstiefe er
reicht werden. Dafür ist eine Einrichtung 41 vorhanden, die in
Fig. 3 schematisch dargestellt wurde. Sie mißt in einem Winkel
zum auf das Werkstück 10 fallenden Laserstrahl 11. Eine solche
Messung kann aber auch gleichachsig erfolgen. Die Einrichtung
ist beispielsweise ein nach dem Triangulationsprinzip arbeiten
der optischer Abstandssensor. Die Abstandsmessung erfolgt ent
weder nach einem werkstoffabtragenden Arbeitsschritt, oder wäh
renddessen. Letzteres ist erforderlich, wenn lediglich ein ein
ziger werkstoffabtragender Arbeitsschritt erfolgt, wie oben be
schrieben.
Die abstandsmessende Einrichtung 41 ist funktionsmäßig in
eine in Fig. 8 blockschaltmäßig dargestellte Regeleinrichtung
eingebunden, die der Steuereinrichtung der Fig. 2 ähnlich ist.
Die Bearbeitungsstelle 12 des Werkstücks 10 wird in derselben
Weise wie beim Schneid- und Einlochbetrieb von einem Detektor
13 überwacht, von dem aus ein verstärktes Signal an einen
Schmitt-Trigger 28 gegeben wird, der unter Beachtung der oberen
und unteren Grenzwerte 14′, 15′ der Geber 29, 30 dem Meßwertver
lauf gemäß Fig. 7 entsprechende Schaltimpulse 31 an eine Ab
tragsregelung 32′ zur Regelung des Lasers 33 mittels der Regel
impulse 34 weitergibt. Zusätzlich wird die Bearbeitungsstelle
12 jedoch noch von der Abstands-Meßeinrichtung 41 beobachtet,
so daß eine Abtragsmessung erfolgt, deren Ergebnis der Abtrags
regelung 32′ zur Verfügung gestellt wird.
Die Abtragsregelung 32′ ist gemäß Fig. 8 desweiteren mit
einer CNC-Steuereinheit 35′ funktionsmäßig verbunden, die die
Betriebsart, den Sollabtrag a soll, die relative Vorschubge
schwindigkeit sowie den Beginn und das Ende der Bearbeitung be
stimmt, in dem sie Signale "Abtragen" an die Abtragsregelung
32′ gibt und von dieser den Istabtrag gemeldet bekommt, sowie
das Signal "Sollabtrag erreicht" so daß das Signal "Abtragen"
gestoppt werden kann. Außerdem kann die CNC-Steuerung 35′ mit
Befehlen "Messen" den Betrieb der Einrichtung 41 steuern, und
zwar entweder gleichzeitig mit dem Befehl "Abtragen", also so
zusagen on-line oder danach, also sozusagen off-line.
Claims (16)
1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung (11), insbesondere zum Schneiden, Einlochen und
Abtragen metallischer Werkstücke (10), bei dem die Bear
beitungsstelle (12) des Werkstücks (10) mit einem Strah
lungsdetektor (13) überwacht wird, unter dessen Mitwirkung
die Intensität der Laserstrahlung bei Erreichen eines obe
ren Grenzwertes (14) reduziert und bei Erreichen eines un
teren Grenzwertes (15) gesteigert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß mit dem Strahlungsdetek
tor (13) die von dessen Bearbeitungsstelle (12) ausgehende
Wärmestrahlung (16) gemessen wird, mit der eine obere Tem
peratur als der obere Grenzwert (14) eines vorbestimmten
Temperaturbereichs und eine untere Temperatur als der un
tere Grenzwert (15) dieses Temperaturbereichs überwacht
werden, und daß die Laserstrahlung bei Erreichen des obe
ren Grenzwerts (14) abgeschaltet und bei Erreichen des un
teren Grenzwerts (15) wieder eingeschaltet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der obere Grenzwert (14) bei metalli
schen Werkstücken (10) zwischen der Verdampfungstemperatur
und der Schmelztemperatur liegt, und daß der untere Grenz
wert (15) beim Schmelzbearbeiten etwa gleich der Schmelz
temperatur und beim Bearbeiten mit reaktivem Schneidgas im
Bereich der Zündtemperatur liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Vorschub des Laserstrahls
(11) beim Schneiden mit einem eine vorbestimmte Rauhtiefe
der Schnittflanken (17) des Werkstücks (10) gewährleisten
den Überlappungsgrad seiner beim Ab- und Einschalten auf
einanderfolgenden Schneidflecken (18) erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bear
beitung beim Einlochen beendet wird, wenn der obere Grenz
wert (14) nach einer vorbestimmten Zeit (TE) nicht er
reicht ist.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werk
stück (10) mit kontinuierlicher Laserstrahlung bearbeitet
wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werk
stück (10) mit reaktivem und/oder mit inertem Schneidgas
eingelocht und/oder geschnitten wird, und daß nach einem
mit reaktivem Schneidgas erfolgenden Einlochen bedarfswei
se auf mit Inertgas erfolgendes Schneiden umgeschaltet
wird oder umgekehrt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Über
wachung der bei der Bearbeitung vom Werkstück (10) abgege
benen Wärmestrahlung (16) vertikal zum Werkstück (10) und
gleichachsig mit der Laserstrahlung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß beim Abtragen von Werkstoff eines
Werkstücks (10) außer der von der Bearbeitungsstelle (12)
ausgehenden Wärmestrahlung (16) auch die Abtragstiefe (a)
gemessen und für eine Grenzwertkorrektur herangezogen
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Abtragen von Werkstoff in zeit
lich aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten mit jeweils
vorbestimmten Strahlungsintensitäten erfolgt, daß während
oder nach jedem Arbeitsschritt die Abtragstiefe (a) gemes
sen wird, und daß zumindest der obere Grenzwert (14′) ver
ringert wird, wenn die der Messung nachfolgende, mit vor
bestimmter Strahlungsintensität erfolgende Abtragsbearbei
tung zu einer voraussichtlichen Überschreitung der Sollab
tragstiefe (a soll) führen würde.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Grenzwertkorrektur im gleichen Sinn zu einer Änderung der
relativen Vorschubgeschwindigkeit der Bearbeitung erfolgt.
11. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der La
serstrahl (11) mit einem Lochspiegel (19) auf die Bearbei
tungsstelle (12) gerichtet ist, hinter dessen in Richtung
(20) des zur Bearbeitungsstelle (12) gelenkten Strahlab
schnitts (11′) ausgerichtetem Loch (21) eine Fotodiode als
Strahlungsdetektor (13) angeordnet ist, dem ein Bandpaß
filter (22) vorgeordnet ist.
12. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Laserstrahl (11) einen Donat-Mode
aufweist und das Loch (21) des Lochspiegels (19) im Be
reich der geringen Strahlungsintensität des Strahlquer
schnitts angeordnet ist.
13. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die von
der Bearbeitungsstelle ausgehende Wärmestrahlung durch ei
nen die Laserstrahlung reflektierenden, die Wärmestrahlung
jedoch durchlassenden Spiegel (26) bedarfsweise durch ei
nen Bandpaßfilter (22) und eine Sammellinse auf einen als
Fotodiode ausgebildeten Strahlungsdetektor (13) gerichtet
ist.
14. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die La
serstrahlung durch das Loch (38) eines Scraperspiegels
(39) auf die Bearbeitungsstelle (12) eingestrahlt ist, und
daß die von dieser ausgehende Wärmestrahlung von dem Spie
gel (39) durch einen Bandpaßfilter (22) und eine Sammel
linse (40) auf den als Fotodiode ausgebildeten Strahlungs
detektor (13) gerichtet ist.
15. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß sie
zum Einlochen und/oder Schneiden des Werkstücks (10) eine
den Laser (33) ein- und ausschaltende Ablaufsteuerung (32)
hat, die mit einer die Bearbeitungsart sowie den Beginn
und das Ende der Bearbeitung bestimmenden CNC-Steuerein
heit (35) funktionsmäßig verbunden und von einem Trigger
(28) beaufschlagt ist, an den der Detektor (13) sowie den
oberen und den unteren Grenzwert (14, 15) bestimmende Geber
(29,30) angeschlossen sind.
16. Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken (10) mit Laser
strahlung, nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß sie
zum Abtragen von Werkstoff des Werkstücks (10) eine den
Laser (33) ein- und ausschaltende Abtragsregelung (32′)
hat, die mit einer die Bearbeitungsart, den Sollabtrag
(a soll) und bedarfsweise die relative Vorschubgeschwindig
keit sowie die den Beginn und das Ende der Bearbeitung be
stimmenden CNC-Steuereinheit (35′) funktionsmäßig verbun
den ist, und daß die Abtragsregelung (32′) von einer die
Abtragstiefe (a) messenden Einrichtung (41) und von einem
Trigger (28) beaufschlagt ist, an den der Detektor (13)
sowie den oberen und unteren Grenzwert (14′, 15′) bestim
mende Geber (29, 30) angeschlossen sind, die mit der Ab
tragsregelung (32′) in Abhängigkeit von der die Abtrags
tiefe (a) messenden Einrichtung (41) einstellbar sind.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3926859A DE3926859A1 (de) | 1988-12-30 | 1989-08-15 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung |
JP2500962A JP2694478B2 (ja) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | レーザービームによって工作物を加工する方法と装置 |
DE58907532T DE58907532D1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit laserstrahlung. |
US07/679,090 US5373135A (en) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Process and an arrangement for treating workpiece by means of laser radiation |
EP90900075A EP0451164B1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit laserstrahlung |
PCT/DE1989/000781 WO1990007398A1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit laserstrahlung |
AT9090900075T ATE104580T1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3844296 | 1988-12-30 | ||
DE3926859A DE3926859A1 (de) | 1988-12-30 | 1989-08-15 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3926859A1 true DE3926859A1 (de) | 1990-07-05 |
DE3926859C2 DE3926859C2 (de) | 1991-04-18 |
Family
ID=25875801
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3926859A Granted DE3926859A1 (de) | 1988-12-30 | 1989-08-15 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung |
DE58907532T Expired - Fee Related DE58907532D1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit laserstrahlung. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE58907532T Expired - Fee Related DE58907532D1 (de) | 1988-12-30 | 1989-12-21 | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstücken mit laserstrahlung. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5373135A (de) |
EP (1) | EP0451164B1 (de) |
JP (1) | JP2694478B2 (de) |
AT (1) | ATE104580T1 (de) |
DE (2) | DE3926859A1 (de) |
WO (1) | WO1990007398A1 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4106008A1 (de) * | 1991-02-26 | 1992-08-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur on-line-ueberwachung bei der werkstueckbearbeitung mit laserstrahlung |
DE4106007A1 (de) * | 1991-02-26 | 1992-09-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung |
DE19611251C1 (de) * | 1996-03-22 | 1997-08-21 | Heraeus Med Gmbh | Verfahren und Bestrahlungsvorrichtung zur Erwärmung einer Liegefläche für Personen |
DE19607376A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-28 | Thyssen Laser Technik Gmbh | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Werkstücken |
DE102009052762A1 (de) | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf und Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Lichtleitfaserendes |
WO2011141135A1 (de) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Precitec Kg | Laserschneidkopf und verfahren zum schneiden eines werkstücks mittels eines laserschneidkopfes |
DE102012219196B3 (de) * | 2012-10-22 | 2014-02-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum Einstechen, Bohren oder Schneiden metallischer Werkstücke |
DE102016112826A1 (de) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | Jabil Optics Germany GmbH | Detektionseinrichtung, HUD und Verfahren zum Betrieb eines HUD |
CN108326449A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 发那科株式会社 | 激光加工方法 |
DE102018105592A1 (de) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | Messer Cutting Systems Gmbh | Verfahren zum Einstechen in ein metallisches Werkstück unter Einsatz eines Laserstrahls und Vorrichtung dafür |
DE102019006705A1 (de) * | 2019-09-25 | 2021-03-25 | Visiontools Bildanalyse Systeme Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Kontrolle von Fügenähten |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2679809B1 (fr) * | 1991-08-01 | 1995-11-10 | France Etat Armement | Dispositif d'observation d'une zone d'interaction entre un faisceau laser et de la matiere et dispositif et procede de traitement par faisceau laser utilisant ce dispositif d'observation. |
DE4200632C2 (de) * | 1992-01-13 | 1995-09-21 | Maho Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mittels der von einem Laser emittierten Laserstrahlung |
JP2720744B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1998-03-04 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工機 |
JPH0929472A (ja) * | 1995-07-14 | 1997-02-04 | Hitachi Ltd | 割断方法、割断装置及びチップ材料 |
DE19636429C1 (de) * | 1996-09-07 | 1997-11-20 | Jenoptik Jena Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Schwächelinie mittels Laser |
US5998768A (en) * | 1997-08-07 | 1999-12-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Active thermal control of surfaces by steering heating beam in response to sensed thermal radiation |
US5991319A (en) * | 1997-11-21 | 1999-11-23 | Trw Inc. | Mirror failure detector for high power lasers |
DE19852302A1 (de) * | 1998-11-12 | 2000-05-25 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung |
US6303411B1 (en) | 1999-05-03 | 2001-10-16 | Vortek Industries Ltd. | Spatially resolved temperature measurement and irradiance control |
US6476353B2 (en) | 2000-01-26 | 2002-11-05 | Js Chamberlain & Assoc. | Laser surface finishing apparatus and method |
SG83780A1 (en) | 2000-03-07 | 2001-10-16 | Gintic Inst Of Mfg Technology | Process for laser marking metal surfaces |
US6455807B1 (en) * | 2000-06-26 | 2002-09-24 | W.A. Whitney Co. | Method and apparatus for controlling a laser-equipped machine tool to prevent self-burning |
US6765174B2 (en) * | 2001-02-05 | 2004-07-20 | Denso Corporation | Method for machining grooves by a laser and honeycomb structure forming die and method for producing the same die |
US6462305B1 (en) * | 2001-02-16 | 2002-10-08 | Agere Systems Inc. | Method of manufacturing a polishing pad using a beam |
US7767928B2 (en) * | 2001-09-05 | 2010-08-03 | Lasertec Gmbh | Depth measurement and depth control or automatic depth control for a hollow to be produced by a laser processing device |
FR2839463B1 (fr) * | 2002-05-07 | 2004-11-26 | Air Liquide | Procede de soudage hybride laser-arc en multi-epaisseurs avec attaque sur chants |
DE10247705A1 (de) * | 2002-10-12 | 2004-04-22 | Volkswagen Ag | Verfahren und Einrichtung zur gesteuerten Bearbeitung von Werkstücken mittels Laserabtragung |
DE10393962B4 (de) | 2002-12-20 | 2019-03-14 | Mattson Technology Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Stützen eines Werkstücks und zur Wärmebehandlung des Werkstücks |
DE10333770A1 (de) | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Carl Zeiss Meditec Ag | Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserimpulsen grosser spektraler Bandbreite und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE102005022095B4 (de) * | 2005-05-12 | 2007-07-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer lateralen Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungskopf und einem Werkstück |
WO2006136192A1 (de) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur bestimmung der fokuslage eines laserstrahls |
US20070012665A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Hewlett-Packard Development Company Lp | Laser ablation |
JP5967859B2 (ja) | 2006-11-15 | 2016-08-10 | マトソン テクノロジー、インコーポレイテッド | 熱処理中の被加工物を支持するシステムおよび方法 |
KR101610269B1 (ko) | 2008-05-16 | 2016-04-07 | 맷슨 테크놀로지, 인크. | 워크피스 파손 방지 방법 및 장치 |
DE102008027130A1 (de) | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur trennenden Bearbeitung von Werkstücken mit einem Laserstrahl |
EP2409808A1 (de) * | 2010-07-22 | 2012-01-25 | Bystronic Laser AG | Laserbearbeitungsmaschine |
US20120103954A1 (en) * | 2010-11-01 | 2012-05-03 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | System and method for minimizing formation of striation patterns in laser cutting |
US9289852B2 (en) | 2011-01-27 | 2016-03-22 | Bystronic Laser Ag | Laser processing machine, laser cutting machine, and method for adjusting a focused laser beam |
EP2667998B1 (de) | 2011-01-27 | 2020-11-18 | Bystronic Laser AG | Laserbearbeitungsmaschine sowie verfahren zum zentrieren eines fokussierten laserstrahles |
ITTO20110352A1 (it) * | 2011-04-21 | 2012-10-22 | Adige Spa | Metodo per il controllo di un processo di taglio laser e sistema di taglio laser implementante tale metodo |
JP5912293B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2016-04-27 | 株式会社ディスコ | レーザー加工装置 |
DE102013210844B3 (de) * | 2013-06-11 | 2014-09-25 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren zum Bilden eines Durchgangslochs in einem metallischen Werkstück, Laserbearbeitungsmaschine und Computerprogrammprodukt |
EP2883647B1 (de) | 2013-12-12 | 2019-05-29 | Bystronic Laser AG | Verfahren zur Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung |
DE102016220459B3 (de) | 2016-10-19 | 2018-03-29 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Maschine zum schneidenden Bearbeiten eines Werkstücks |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424825A1 (de) * | 1984-07-06 | 1986-02-06 | Gerd Prof. Dr.-Ing. 6101 Roßdorf Herziger | Verfahren und einrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mittels laserstrahl |
DD237271A1 (de) * | 1985-05-16 | 1986-07-09 | Univ Schiller Jena | Anordnung zur steuerung von verfahrensparametern waehrend der werkstoffbearbeitung mittels laserstrahlen |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3530189A1 (de) * | 1985-08-23 | 1987-03-05 | Zeiss Carl Fa | Einrichtung zur lagekorrektur eines ueber eine gelenkoptik gefuehrten laserstrahls |
JPS62256960A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-09 | Mazda Motor Corp | 耐摩耗性に優れた摺接部材およびその製造法 |
GB2196155B (en) * | 1986-09-20 | 1991-02-20 | Mitsubishi Electric Corp | Control apparatus for energy beam hardening |
US4752669A (en) * | 1986-12-16 | 1988-06-21 | Prc Corporation | Method and apparatus for laser processing of materials |
DE8710866U1 (de) * | 1987-08-08 | 1988-12-08 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Werkstückbearbeitungsvorrichtung |
DE3739862A1 (de) * | 1987-11-25 | 1989-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Werkstueckbearbeitungsvorrichtung |
JPH04272122A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-28 | Nissan Motor Co Ltd | レーザ加工装置 |
-
1989
- 1989-08-15 DE DE3926859A patent/DE3926859A1/de active Granted
- 1989-12-21 US US07/679,090 patent/US5373135A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-21 AT AT9090900075T patent/ATE104580T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-12-21 DE DE58907532T patent/DE58907532D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-21 EP EP90900075A patent/EP0451164B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-21 JP JP2500962A patent/JP2694478B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-21 WO PCT/DE1989/000781 patent/WO1990007398A1/de active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424825A1 (de) * | 1984-07-06 | 1986-02-06 | Gerd Prof. Dr.-Ing. 6101 Roßdorf Herziger | Verfahren und einrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mittels laserstrahl |
DD237271A1 (de) * | 1985-05-16 | 1986-07-09 | Univ Schiller Jena | Anordnung zur steuerung von verfahrensparametern waehrend der werkstoffbearbeitung mittels laserstrahlen |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-DS: "Technische Rundschau", 1988, H. 37, S. 44-49 * |
Th. Rudlaff, F. Dansinger, "Verschleißschutz mit Lichtpartielles Härten mit CO¶2¶-Lasern" * |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4106007A1 (de) * | 1991-02-26 | 1992-09-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten von werkstuecken mit laserstrahlung |
DE4106008A1 (de) * | 1991-02-26 | 1992-08-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur on-line-ueberwachung bei der werkstueckbearbeitung mit laserstrahlung |
DE19607376A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-08-28 | Thyssen Laser Technik Gmbh | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Werkstücken |
EP0792717A1 (de) * | 1996-02-27 | 1997-09-03 | Thyssen Laser-Technik GmbH | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Werkstücken |
DE19607376C2 (de) * | 1996-02-27 | 1998-02-19 | Thyssen Laser Technik Gmbh | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Werkstücken |
DE19611251C1 (de) * | 1996-03-22 | 1997-08-21 | Heraeus Med Gmbh | Verfahren und Bestrahlungsvorrichtung zur Erwärmung einer Liegefläche für Personen |
DE102009052762B4 (de) * | 2009-11-11 | 2015-03-19 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf und Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Lichtleitfaserendes |
DE102009052762A1 (de) | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Precitec Kg | Laserbearbeitungskopf und Verfahren zur Vermeidung einer Beschädigung eines Lichtleitfaserendes |
WO2011141135A1 (de) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Precitec Kg | Laserschneidkopf und verfahren zum schneiden eines werkstücks mittels eines laserschneidkopfes |
DE102010020183A1 (de) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Precitec Kg | Laserschneidkopf und Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserschneidkopfes |
DE102010020183B4 (de) * | 2010-05-11 | 2013-07-11 | Precitec Kg | Laserschneidkopf und Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mittels eines Laserschneidkopfes |
DE102012219196B3 (de) * | 2012-10-22 | 2014-02-06 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Verfahren und Bearbeitungsmaschine zum Einstechen, Bohren oder Schneiden metallischer Werkstücke |
EP3150328A1 (de) | 2012-10-22 | 2017-04-05 | TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Verfahren und bearbeitungsmaschine zum einstechen, bohren oder schneiden metallischer werkstücke mit ausrichten eines hilfsgasstrahles falls ein spontaner materialabtragt detektiert wird |
US10207361B2 (en) | 2012-10-22 | 2019-02-19 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Method and processing machine for piercing, drilling, or cutting metal workpieces |
US11219965B2 (en) | 2012-10-22 | 2022-01-11 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Method and processing machine for piercing, drilling or cutting metal workpieces |
DE102016112826A1 (de) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | Jabil Optics Germany GmbH | Detektionseinrichtung, HUD und Verfahren zum Betrieb eines HUD |
US10746993B2 (en) | 2016-07-13 | 2020-08-18 | Jabil Optics Germany GmbH | Detection device, HUD and method for operating a HUD |
CN108326449A (zh) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 发那科株式会社 | 激光加工方法 |
CN108326449B (zh) * | 2017-01-19 | 2020-08-04 | 发那科株式会社 | 激光加工方法 |
DE102018105592A1 (de) * | 2018-03-12 | 2019-09-12 | Messer Cutting Systems Gmbh | Verfahren zum Einstechen in ein metallisches Werkstück unter Einsatz eines Laserstrahls und Vorrichtung dafür |
DE102019006705A1 (de) * | 2019-09-25 | 2021-03-25 | Visiontools Bildanalyse Systeme Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Kontrolle von Fügenähten |
DE102019006705B4 (de) * | 2019-09-25 | 2021-05-27 | Visiontools Bildanalyse Systeme Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Kontrolle von Fügenähten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2694478B2 (ja) | 1997-12-24 |
EP0451164B1 (de) | 1994-04-20 |
DE3926859C2 (de) | 1991-04-18 |
ATE104580T1 (de) | 1994-05-15 |
JPH04502429A (ja) | 1992-05-07 |
WO1990007398A1 (de) | 1990-07-12 |
EP0451164A1 (de) | 1991-10-16 |
US5373135A (en) | 1994-12-13 |
DE58907532D1 (de) | 1994-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3926859C2 (de) | ||
EP0781187B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum materialbearbeiten mit plasma induzierender laserstrahlung | |
EP0726830B1 (de) | Verfahren zur bestimmung der momentanen und herbeiführung einer gewünschten eindringtiefe eines bearbeitungslaserstrahles in ein werkstück sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens | |
DE4336136C2 (de) | Laserbearbeitungsvorrichtung und -verfahren | |
DE3820848C2 (de) | ||
EP3150328B1 (de) | Verfahren und bearbeitungsmaschine zum einstechen, bohren oder schneiden metallischer werkstücke mit ausrichten eines hilfsgasstrahles falls ein spontaner materialabtrag detektiert wird | |
DE112014006885B4 (de) | Laserbearbeitungsverfahren und Laserbearbeitungsvorrichtung | |
DE102012100721B3 (de) | Verfahren zum Regeln eines Laserschneidprozesses und Laserschneidmaschine | |
EP3636379B1 (de) | Verfahren und maschine zum schneidenden bearbeiten eines werkstücks | |
EP2675588A1 (de) | Verfahren zur kontrolle einer schneidenden bearbeitung an einem werkstück | |
DE19741329C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Plasma induzierender Hochenergiestrahlung | |
EP1099506A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Prozessparametern eines Materialbearbeitungsprozesses | |
WO2018219860A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines laserbearbeitungsprozesses | |
DE4025577A1 (de) | Vorrichtung zum beruehrungslosen messen des abstands von einem objekt | |
DE2644014A1 (de) | Verfahren zum abtragen von material mittels laserstrahlen und anordnung zum durchfuehren des verfahrens | |
WO2019115449A1 (de) | Verfahren und justier-einheit zur automatisierten justierung eines laserstrahls einer laserbearbeitungsmaschine, sowie laserbearbeitungsmaschine mit der justier-einheit | |
DE19607376C2 (de) | Verfahren zum Laserstrahlschneiden von Werkstücken | |
WO2000076715A2 (de) | Vorrichtung zur bestimmung der position von emissionsbereichen eines thermischen prozesses mit lokal begrenzter energieeinbringung | |
WO1989001385A1 (en) | Workpiece-machining device | |
DE3943523C2 (en) | Cutting, boring etc. of metallic workpieces using laser beam | |
DE102005017294A1 (de) | Laserstrahlbearbeitungseinrichtung und Verfahren zum Bearbeiten mittels Laserstrahl | |
EP1433563A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Laserschneiden | |
DE102006013960B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Laserverschweißung eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück | |
DE10221210A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim Laserstrahlschweissen | |
DE19522493A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der momentanen und Herbeiführung einer gewünschten Eindringtiefe eines Bearbeitungslaserstrahles in ein Werkstück sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8172 | Supplementary division/partition in: |
Ref country code: DE Ref document number: 3943523 Format of ref document f/p: P |
|
Q171 | Divided out to: |
Ref country code: DE Ref document number: 3943523 |
|
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 3943523 Format of ref document f/p: P |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 3943523 Format of ref document f/p: P |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |