KR20180021096A - 레이저 가공 헤드 및 그를 포함하는 레이저 가공 기계 - Google Patents

레이저 가공 헤드 및 그를 포함하는 레이저 가공 기계 Download PDF

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KR20180021096A
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보리스 리가드
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트룸프 베르크초이그마쉬넨 게엠베하 + 코. 카게
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Abstract

본 발명은, 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내에 배치되는, 가공 레이저 빔(3)을 가공될 공작물(4) 상에 포커싱하기 위한, 포커싱 장치(2); 검출기(6)를 포함하며 그리고, 포커싱 장치(2)를 통과하는 관찰 빔 경로(10)를 따라 공작물(4)의 가공 영역(9)으로부터의 관찰 빔(8)을 검출기(6) 상에 이미지화하도록 설계되는 광학 이미징 장치(5) 및, 관찰 빔(8)의 관찰 빔 경로(10)를 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14)로부터 분리하기 위한 빔 스플리터(13)를 포함하는, 레이저 가공 헤드(1)에 관한 것이다. 레이저 가공 헤드(1)는, 관찰 빔 경로(10) 내에서 빔 스플리터(13)와 검출기(6) 사이에 배치되는, 광학 이미징 장치(5)의 광학 이미징 유닛(16) 및, 광학 이미징 유닛(16)과 검출기(6) 사이에 배치되며 그리고 검출기(6)로부터 이격되는, 조리개(15)를 포함한다. 광학 이미징 유닛(16)은, 빔 스플리터(13)와 공작물(4) 사이의 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내에 조리개(15)의 이미지(15a)를 생성하도록 형성된다. 본 발명은 또한, 그러한 레이저 가공 헤드(1) 및 가공 레이저 빔(3)을 생성하기 위한 빔 소스(21)를 포함하는, 레이저 가공 기계(20)에 관한 것이다.

Description

레이저 가공 헤드 및 그를 포함하는 레이저 가공 기계
본 발명은 가공 레이저 빔을 가공될 공작물로 포커싱하기 위한, 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로 내에 배치되는, 포커싱 장치, 검출기를 포함하며 그리고 포커싱 장치를 통과하는 관찰 빔 경로를 따라 공작물의 가공 영역으로부터의 관찰 빔을 검출기 상에 이미지화하도록 설계되는 광학 이미징 장치 및, 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로로부터 관찰 빔의 관찰 빔 경로를 분리하기 위한 빔 스플리터를 포함하는 레이저 가공 헤드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 레이저 가공 헤드를 포함하는 레이저 가공 기계에 관한 것이다.
레이저 재료 가공 시, 가공 레이저 빔이, 레이저 가공 헤드 내에 배치되며 포커싱 장치를 구비하는, 렌즈들 및/또는 거울들로 구성되는 광학 장치를 통해, 가공 빔 경로를 따라 안내되며, 그리고 가공될 공작물 상에 포커싱된다.
레이저 재료 가공 도중에 공정을 관찰하기 위해, 빔 스플리터[예를 들어, 파장 선택적 거울 또는 스크레이퍼 거울(Scraper mirror)]가 일반적으로, 레이저 가공 헤드 내부의 가공 빔 경로 내에 배치되고, 상기 빔 스플리터는, 관찰 빔 경로를 가공 빔 경로로부터 분리한다.
예로서, 그러한 레이저 가공 헤드가, DE 10120251B4에 개시된다. 상기 문헌에 설명되는 레이저 가공 헤드는, 센서 장치를 포함하고, 상기 센서 장치는, 광학 이미징 유닛, 조리개 및 복사 감응형 수신기를 구비하는, 공간 분해 수신 장치를 포함한다. 광학 이미징 유닛에 의해, 레이저 빔과 공작물 사이의 상호 작용 구역의 범위 내의 영역이, 검출기 상에 배열되는, 조리개 상에 이미지화될 수 있다. 검출된 관찰 필드를 선택할 목적으로, 조리개는, 광학 이미징 유닛의 광학 축에 대해 수직인 적어도 하나의 방향으로 변위할 수 있을 것이다.
공작물로부터 비롯되는 빔들이, 가공 레이저 빔에 대해 횡방향으로 배열되는, 편향 거울에 의해 관찰 채널로 공급되는, 공정 관찰을 위한 레이저 가공 헤드가, DE 19630437A1 에 개시된 바 있다.
소위 동축 공정 관찰의 경우에, 관찰 빔 경로는, 포커싱 장치를 통과하고, 더불어, 전형적으로, 가공 레이저 빔의 빔 축은, 관찰 빔 경로의 광학 축과 일치한다. 전형적으로, 포커싱 장치는, 가공 레이저 빔을 공작물 상에 포커싱하는, 포커싱 렌즈를 구비하거나, 또는 포커싱 렌즈로 이루어지며, 그 결과 많은 문제들이 발생한다:
높은 출력을 갖는 가공 레이저 빔이 포커싱 렌즈를 통과할 때, 전형적으로 제공되는 렌즈 기판 및 렌즈 코팅에서 가공 레이저 빔의 흡수의 결과로서, 열 렌즈가 형성되고, 즉 기판 내 굴절률은, 더 이상 균일하지 않은 대신, 형성되는 온도 구배에 따라 변화한다. 포커싱 렌즈에서 가공 레이저 빔의 출력의 회전 대칭 분포의 이상적인 경우에서, 포커싱 렌즈는, 중앙에서 최대 온도를 구비하며, 그리고 온도는, 방사방향 외측으로 렌즈 가장자리를 향해 감소한다. 가공 레이저 빔을 포커싱하기 위해 CO2-가공 레이저 빔 및 셀렌화 아연 렌즈를 사용하는 경우, 레이저 출력이 증가할수록 그리고 가공 지속 시간이 경과 할수록, 5%까지의 포커싱 렌즈의 현저한 초점 거리 단축이 발생한다. 레이저 빔을 생성하기 위한 위한 빔 소스로서 석영 광학 유닛 및 고체 레이저를 사용하는 경우, 효과는, 덜 두드러지지만, 출력 밀도가 큰 경우에 포커싱 렌즈 상에 마찬가지로 나타난다.
열 렌즈의 결과로서 발생하는 수차(aberration)가, 가공 레이저 빔을 포커싱하기 위해, 허용 가능하다. 그러나, 열적으로 발생하는 수차는, 공정 관찰 목적으로 하는, 즉 관찰 빔을 위한, 포커싱 렌즈를 통해 동축으로 안내되는 가공 공정의 이미지화에 대해, 문제가 된다. 일반적으로, 포커싱 렌즈에 형성되는 굴절률 구배는, 포커싱 렌즈의 이미지화 특성에 대한 열화를 야기하며, 그리고 그에 따라, 관찰 빔 경로 내에 배치되어 상기 포커싱 렌즈를 통한 가공 공정의 동축 관찰을 위해 역할을 하는, 광학 이미징 장치가, 포커싱 렌즈의 상이한 열 부하 상태들에 대해 만족스러운 방식으로 최적화될 수 없다.
더불어, 공정 관찰의 정확성에 문제가, 포커싱 렌즈로부터 물체의 거리에 관한 변동의 경우에, 즉 공작물이 레이저 가공 헤드와 공작물 표면 사이의 변동하는 간격을 동반하는 가운데 가공되어야 하는 경우에, 생긴다. 예로서, 이는, 뚫기(piercing)과 절단 사이에서 변동할 때의 경우이다. 또한, 레이저 빔 축(및 그에 따라 관찰 축)에 대해 정확히 수직으로 정렬되지 않는 물체 평면은, 관찰 정확성에 불리할 수 있다.
본 발명의 과제는, 공정 관찰의 정확성이 증가되도록 하며, 그리고 바람직하게 관찰이 공정 조건에 유연하게 맞춰질 수 있도록 하는, 공정 관찰을 위한 광학 이미징 장치를 구비하는 레이저 가공 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 과제는, 광학 이미징 장치의 광학 이미징 유닛이 빔 스플리터와 검출기 사이의 관찰 빔 경로 내에 배치되고, 조리개("원거리 조리개")가 광학 이미징 유닛과 검출기 사이에 배열되며 그리고 검출기로부터 이격되며, 광학 이미징 유닛은 빔 스플리터와 공작물 사이의 가공 빔의 가공 빔 경로 내에 조리개의 이미지를 생성하도록 형성되는 것인, 전술한 유형의 레이저 가공 헤드에 의해 달성된다.
포커싱 장치는, 하나 이상의 (포커싱) 렌즈 및, 선택적으로 하나 이상의 반사 광학 요소를 포함할 수 있을 것이다. 대안으로서, 포커싱 장치는, 선택적으로 단지 반사 광학 요소만을 구비할 수 있을 것이다. 검출기는, 공간 분해 검출기, 예를 들어 카메라일 수 있지만, 검출기는 또한, 비 공간 분해 검출기, 예를 들어 포토다이오드일 수 있을 것이다. 검출기는, 예를 들어, 가시 또는 적외선 파장 범위 내에 놓일 수 있는, 관찰 빔의 파장(들)에 대해 민감하다. (포커싱된) 가공 레이저 빔의 중앙 축은 전형적으로, 광학 이미징 장치의 광학 축과 일치하며, 그리고 그에 따라, 가공 영역은, 포커싱 렌즈를 통해서 동축으로 관찰된다.
본 발명에 따른 레이저 가공 헤드는, 전형적으로 공작물 표면과 일치하는 물체 평면을 검출기 상에 이미지화하는, 광학 이미징 장치를 포함한다. 광학 이미징 장치의 광학 이미징 유닛에 의해 달성되는 것은, 빔 스플리터와 검출기 사이의 관찰 빔 경로 내에 배치되는 검출기 상에 물체 평면을 이미지화하기 위한 제한적인 조리개가, 조리개가 마치 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로 내에 배열된 것처럼("가상 조리개"), 작용하는 것이다. 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로 내에서의 물체 평면을 이미지화하기 위한 조리개의 실제 배열은, 가공 레이저 빔이 상기 조리개를 통과해야만 하기 때문에, 조리개의 (복잡한) 파장 선택적 구현에 의해서만 가능할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 레이저 가공 헤드는, 가공 빔 경로 내에서 조리개의 이미지의 구체적인 위치에 의존하여, 다양한 방식으로 공정 관찰의 정확성을 개선하는 데 기여할 수 있을 것이다.
실시예에서, 레이저 가공 헤드는, 포커싱 장치, 특히 포커싱 장치의 포커싱 렌즈와, 공작물 또는 광학 이미징 장치의 물체 평면 사이의 가공 빔 경로 내에 조리개의 이미지를 생성하도록 형성된다. 조리개가 광학 이미징 유닛을 통해 광학 이미징 장치의 물체 평면과 포커싱 렌즈 사이에 이미지를 형성하도록, 조리개가 관찰 빔 경로 내에 위치 설정되는 경우 또는 레이저 가공 헤드 또는 광학 이미징 장치가 형성되는 경우, 가상의 조리개가 포커싱 렌즈와 물체 평면으로서의 공작물 표면 사이에 배치될 때, 더 외측에 놓이는 가공 영역의 물체 지점들이 더 내측에 놓이는 렌즈 영역에 의해 이미지화되기 때문에, 가공 레이저 빔의 빔 축에 대해 수직으로 연장되지 않는 물체 평면의 정렬을 보정할 수 있다.
다른 대안적인 실시예에서, 레이저 가공 헤드 또는 광학 이미징 장치는, 빔 스플리터와 포커싱 장치 사이, 특히 빔 스플리터와 포커싱 장치의 포커싱 렌즈 사이의 가공 빔 경로 내에 조리개의 이미지를 생성하도록 형성된다. 조리개가, 광학 이미징 유닛에 의해, 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로 내에서, 관찰 빔이 그 내부에서 전형적으로 시준된 형태로 연장되는 빔 스플리터와 포커싱 장치의 포커싱 렌즈 사이의 섹션 내에 이미지화되는 방식으로, 조리개가 관찰 빔 경로 내에 위치 설정되는 경우, 아래에 설명되는 바와 같이, 포커싱 렌즈의 열 부하의 경우에, 포커싱 렌즈의 초점 거리의 변경 또는 가공 거리의 변동의, 물체 평면을 이미지화하는 것에 대한 영향은, 보상될 수 있다.
포커싱 렌즈 상의 열 부하는, 입사되는 가공 레이저 빔의 레이저 출력에 의존하여 계산에 의해 결정될 수 있는, 상기 렌즈의 초점 거리의 단축으로 이어진다. 따라서, 관찰 빔 경로 내에서 조리개의 위치는, 열 부하를 받은 포커싱 렌즈의 경우에, 검출기 상에서의 물체 평면에 대한 이미지화가 텔레센트릭(telecentric) 방식으로 이루어지도록, 선택될 수 있다. 이를 위해 조리개의 위치는, 이미지화된 가상의 조리개 또는 조리개의 이미지가 열 부하를 받은 포커싱 렌즈의 초점 평면에 놓이도록 그리고 레이저 가공 도중에 공정 지점의 또는 가공 영역의 텔레센트릭 방식의 이미지화가 이러한 방식으로 달성되도록, 선택된다. 텔레센트릭 방식의 이미지화의 경우에, 배율(magnification)은 물체 거리에 따라 변하지 않고, 즉, 물체 치수는, 가공 거리의의 변동의 경우에도, 신뢰할 수 있게 측정될 수 있다. 포커싱 렌즈 상의 열 부하가 가공 빔의 상이한 레이저 출력들의 경우에 변하기 때문에, 조리개의 위치가 관찰 빔 경로 내에서 변하지 않으면, (작은) 수차가, 텔레센트릭 방식의 이미지화에서, 발생한다. 이러한 수차가 방지되도록 의도되는 경우에, 이는, 조리개를 변위시키는 것에 의해 및 광학 이미징 유닛을 조정하는 것(즉, 광학 이미징 유닛의 광학 요소들 중 적어도 하나를 변위시키는 것)에 의해 이루어질 수 있을 것이다.
이러한 실시예의 변형예에서, 레이저 가공 헤드는, 빔 스플리터와 포커싱 렌즈 사이에 위치하게 되는, 포커싱 장치의 포커싱 렌즈의 초점 평면에 조리개의 이미지를 생성하도록 형성된다. 이러한 경우에, 검출기 상에서의 물체 평면의 이미지화는, 열 부하를 받지 않은 포커싱 렌즈의 경우, 텔레센트릭 방식으로 이루어지고; 텔레센트릭 방식의 이미지화의 경우에, 모든 메인 빔들이, 이미지화된 물체 지점들로부터 평행하게 연장되며, 그리고 그에 따라, 물체 거리의 변화가 존재할 때, 배율의 변화는 존재하기 않는다. 따라서, 포커싱 렌즈로부터 물체 거리의 변화는, 이러한 경우에, 이미지화에 영향을 미치지 않는다.
다른 대안적인 실시예에서, 레이저 가공 헤드 또는 광학 이미징 장치는, 포커싱 장치의 포커싱 렌즈 내에 조리개의 이미지를 생성하도록 형성된다. 조리개가 포커싱 렌즈 내부에서 광학 이미징 유닛에 의해 이미지화되는 방식으로, 조리개가, 관찰 빔 경로 내에 위치 설정되는 경우, 이때, 공작물의 공정 지점의 또는 가공 영역의 이미지화는, 마치 실제 조리개가 포커싱 렌즈 내에 배치되어 있는 것처럼, 이루어진다. 여기서, 조리개 개구는, 포커싱 렌즈의 작은 내부 영역만을 포함하고, 상기 영역 내에서, 포커싱 렌즈 상의 열 부하는 균일하다. 따라서, 공정 지점의 또는 가공 영역의 모든 물체 지점은, 상기 물체 지점의 이미지 상에서, 포커싱 렌즈의 굴절률의 실질적으로 균일한 변화가 유효해지는 방식으로, 포커싱 요소에 의해 이미지화된다. 이러한 방식으로, 열 렌즈는, 상응하게 최적화된 광학 이미징 유닛에 의해 모든 물체 지점에 대해 균등하게 보정될 수 있다.
전술한 실시예의 개선예에서, 조리개는, 관찰 빔 경로 내에서 변위 가능하고, 및/또는 조리개의 (적어도) 하나의 조리개 개구는, (조리개 평면에서) 관찰 빔 경로에 대해 수직으로 이동 가능하다. 전술한 바와 같이, 포커싱 렌즈가 열 부하를 받는 경우, 관찰 빔 경로 내에서 조리개의 변위가, 유리하다. 이러한 경우에 조리개를 변위시킴에 의해 달성될 수 있는 것은, 조리개의 이미지가 항상, 가공 빔의 레이저 출력에 의존하여, 가공 빔 경로 내에서 요구되는 지점에, 예를 들어 열 부하를 받은 포커싱 렌즈의 초점 평면에 또는 포커싱 렌즈 자체 내에, 놓이는 것이다. 대안으로서 또는 부가적으로, 조리개, 또는 더욱 정확하게 조리개의 개구는 또한, 가공 빔 경로에 대해 수직인 관찰 빔 경로 내에서 가변적으로 위치 설정 가능할 수 있을 것이다. 이를 위해, 조리개는, 예를 들어 조리개의 평면에서 변위 가능할 수 있고 및/또는, 조리개 개구에 대해 편심 배치되며 그리고 조리개 평면에 대해 수직으로 연장되는, 회전축을 중심으로 회전 가능할 수 있을 것이다. 가공 빔 경로의 전파 방향에 대해 또는 가공 빔의 광학 축에 대해 횡단방향으로의 조리개의 위치 설정 가능성의 결과로서, 검출기 상에서의 물체 평면의 이미지화가 그를 통해 이루어지는, 포커싱 렌즈의 부분을 조절하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 관찰 방향 또는 관찰 각도를 수정할 수 있다.
전술한 실시예의 개선예에서, 광학 이미징 유닛은, 망원경으로서, 예를 들어 갈릴레오 망원경으로서, 또는 바람직하게 케플러 망원경으로서 형성된다. 케플러 망원경은, 그들의 초점 거리만큼 서로 이격되어 배치되는, 제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함한다. 케플러 망원경 내에 생성되는 것인, 광학 결상 시스템에 의해 이미지화되는 물체 평면의 중간 이미지는, 조립 도중에 전체 시스템의 조정을 단순화하며, 그리고 아래에 추가로 설명될 것으로서, 간섭 산란 빔의 억제를 가능하게 한다. 중간 이미지는, 케플러 망원경의 2개의 렌즈 사이에 형성되는 초점 평면 내에 생성되며, 따라서, 조리개("원거리 조리개")는, 중간 이미지와 검출기 사이에, 즉 망원경의 마지막 렌즈 이후의 시준된 빔 경로 내에, 배치된다. 망원경의 마지막 렌즈로부터의 조리개의 거리는, 가공 빔 경로 내에서 가상의 조리개의 위치를 결정한다.
개선예에서, 부가적 조리개가, 케플러 망원경의 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 공통의 초점 평면 내에 배치된다. 부가적 조리개("근거리 조리개")가 유리하게 케플러 망원경의 초점 평면 내에 배치될 수 있으며, 상기 부가적 조리개는, 간섭 산란 빔의 영향을 감소시킨다. 가공 레이저 빔의 가공 빔 경로 내의 광학 요소로부터의, 특히 포커싱 렌즈의 표면으로부터의, 반사된 빔 성분들은, 부가적 조리개에 의해 억제되며, 그리고 검출기에 도달하지 않는다.
개선예에서, 빔 스플리터로부터 시작하는 관찰 빔 경로 내의, 케플러 망원경의 제1 렌즈 및/또는 제2 렌즈는, 관찰 빔 경로 내에서 변위 가능하게 배치된다. 포커싱 렌즈의 열에 기인한 초점 거리 변화의 경우에 또는 레이저 가공 헤드로부터의 물체 거리의 변화의 경우에, 케플러 망원경의 렌즈들 사이의 중간 이미지의 위치가 변화한다. 제2 렌즈의 변위로 인해, 케플러 망원경과 조리개("원거리 조리개") 사이의 거리는, 중간 이미지가 다시 제2 렌즈의 초점 평면에 놓이도록, 변화될 수 있다. 이러한 방식으로, 관찰 빔은, 케플러 망원경과 조리개 사이의 물체 거리의 또는 포커싱 렌즈의 초점 거리의 변화의 경우에도, 평행하게 연장되며 그리고고, 관찰 빔 또는 관찰 빔의 광선들은, 조리개의 개구를 평행하게 통과한다.
개선예에서, 부가적 조리개는, 제2 렌즈에 결합되는 방식으로 관찰 빔 경로 내에서 변위 가능하다. 결합된 변위란, 변위 도중에 부가적 조리개와 제2 렌즈 사이의 거리가 일정하게 유지되는 것, 즉 이들이 유닛으로서 변위되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 포커싱 렌즈의 열에 기인한 초점 거리의 변화의 경우에 또는 물체 거리의 변화의 경우에, 케플러 망원경의 제2 렌즈와 부가적 조리개로 이루어지는 유닛을 변위시킴에 의해, 부가적 조리개는, 다시 정확하게 중간 이미지 내에 배치된다. 부가적 조리개 또는 제2 렌즈의 변위는, 전형적으로 액추에이터에 의해 구행된다.
전술한 바와 같이, 조리개(특히 "원거리 조리개")는 또한, 특히 제2 망원경 렌즈와 무관하게, 관찰 빔 경로 내에서 변위 가능할 수 있으며, 따라서 가공 빔 경로 내의 조리개의 이미지는 항상, 가공 빔의 레이저 출력에 의존하여, 열 부하를 받는 포커싱 렌즈의 초점 평면에 놓인다.
다른 실시예에서, 광학 이미징 장치는, 검출기 상에 가공 영역을 이미지화하기 위한 목적으로, 조리개와 검출기 사이에 배치되는 추가적 광학 유닛을 포함한다. 예를 들어, 광학 유닛은 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 그리고 전형적으로, 포커싱 유닛과 함께, 특히 포커싱 렌즈와 함께, 검출기 상에 물체 평면의 또는 공작물 표면상의 가공 영역의 이미지화를 달성하도록 형성된다.
다른 실시예에서, 빔 스플리터는, 파장 선택적 광학 요소로서 형성된다. 전형적으로, 가공 레이저 빔의 파장은, 관찰 빔의 파장과 상이하며, 따라서 파장 선택적 광학 요소에 의한 관찰 빔 경로와 가공 빔 경로의 분리가, 가능하다. 대안으로서, 빔 스플리터는, 기하학적 빔 스플리터로서, 예를 들어 스크레이퍼 거울(scraper mirror)로서 형성될 수 있고, 상기 기하학적 빔 스플리터는, 관찰 빔 또는 가공 빔이 스크레이퍼 거울에서 편향되는 가운데, 가공 레이저 빔 또는 관찰 빔이 그를 통해 통과하는, 중앙 개구를 구비한다. 빔 스플리터의 다른 형태들의 사용 또한, 가능하다.
본 발명의 다른 양태가, 전술한 레이저 가공 헤드 및 가공 레이저 빔의 생성을 위한 빔 소스를 포함하는, 레이저 가공 기계에 관련된다. 예를 들어, 빔 소스는, CO2-레이저, 고체 레이저, 특히 디스크 레이저, 다이오드 레이저 또는 다른 유형의 레이저 소스일 수 있다. 공작물의 가공을 위한, 레이저 가공 기계는 전형적으로, 레이저 가공 헤드와 공작물 사이의 상대 이동을 가능하게 하는, 액추에이터 등과 같은 형태의 구성요소를 포함한다. 전형적으로, 레이저 가공 기계에서의 경우, 레이저 가공 헤드와 공작물 사이의 간격을 조절하는 것 또한 가능하다. 레이저 가공 기계는, 공작물의 가공을 제어하기 위한 개방 루프 제어 장치 및/또는 폐쇄 루프 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 장점들은, 상세한 설명과 도면으로부터 드러난다. 마찬가지로, 전술한 그리고 이하에 설명될 특징들은, 단독으로 또는 임의의 조합으로 함께 이용될 수 있다. 도시되고 설명된 실시예들은 포괄적인 목록을 이루는 것이 아니라, 대신에 본 발명의 설명을 위한 예시적인 특성을 갖는 것으로, 이해되어야 한다.
도 1은, 포커싱 렌즈에 내에 이미지화되는 조리개를 갖는 광학 이미징 장치를 포함하는 것인, 공정 관찰을 위한 레이저 가공 헤드를 구비하는, 레이저 가공 기계의 예시적 실시예에 대한 개략도를 도시하고,
도 2는, 조리개가 포커싱 렌즈의 초점 평면 내에 이미지화되는, 도 1과 유사한 도면을 도시하며,
도 3은, 조리개가 포커싱 렌즈와 공작물 표면 사이에 이미지화되는, 도 2와 유사한 도면을 도시하며, 그리고
도 4는, 부가적 조리개가 광학 이미징 장치의 케플러 망원경의 제1 렌즈와 제2 렌즈 사이의 초점 평면에 배치되는, 도 2 및 도 3과 유사한 도면을 도시한다.
도면들에 대한 뒤따르는 설명에서, 동일한 도면부호들이, 동등한 또는 기적으로 동등한 구성요소들에 대해 사용된다.
도 1은, 공작물(4) 상으로 가공 레이저 빔(3)을 포커싱하는 역할을 하는 포커싱 렌즈(2) 형태의 포커싱 장치를 포함하는, 레이저 가공 헤드(1)의 예시적인 구조를 도시한다. 도시된 예에서, 공작물(4), 더욱 정확하게 공작물 표면(4a)은, 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리(f1) 또는 물체 거리(s1)에 상응하는, 포커싱 렌즈(2)로부터의 거리에 배치된다. 레이저 가공 헤드(1)는 또한, 검출기(6)를 갖는 광학 이미징 장치(5)를 포함한다. 렌즈 형태의 광학 유닛(7)이, 검출기(6)로부터, 자체의 초점 거리(f4) 또는 물체 거리(s4) 만큼의 거리에 배치되며 그리고, 광학 유닛(2)은 포커싱 렌즈(2)와 함께, 검출기(6), 더욱 정확하게 검출기(6)의 복사 감지 표면(6a)이, 그 위에 배치되는 것인, 이미지 평면 상에, 광학 이미징 장치(5)의 물체 평면을 형성하는 공작물 표면(4a)을 이미지화 하는 역할을 한다.
공작물(4)의 가공 영역(9)으로부터 시작되는 관찰 빔(8; 예를 들어, 공정 빔)이, 포커싱 렌즈(2)와 공작물(4) 사이의 섹션 내의 가공 레이저 빔(3)의 레이저 빔 축(11)에 대응하는 광학 축을 따라 연장되는 관찰 빔 경로(10)를 따라, 광학 이미징 장치(5)의 도움으로, 검출기(6) 상에 이미지화된다. 가공 영역(9)에서, 공작물(4)은, 도시된 예에서, 가공 레이저 빔(3)에 의해 뚫리게 되며; 그러나, 절단 또는 용접 가공과 같은 다른 가공 공정들이, 가공 영역(9) 상에 실행될 수 있을 것이다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 관찰 빔 경로(10)는, 공작물(4)로부터 시작하여, 가공 노즐(12)을 통해 그리고 포커싱 렌즈(2)를 통해, 가공 레이저 빔(3)의 레이저 빔 축(11)에 대해 동축으로 연장된다. 검출기(6) 상에 이미지화되는 가공 영역(9)을 갖는 공작물(4)의 섹션은, 가공 노즐(12)의 내부 윤곽에 의한 가장자리로 제한된다.
관찰 빔(8)의 관찰 빔 경로(10)를 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14)로부터 분리하기 위한, 파장 선택적 광학 요소로서 또는 파장 선택적 코팅을 갖는 빔 스플리터 거울로서 실시되는 빔 스플리터(13)가, 레이저 가공 헤드(1) 내에 배치된다. 도시된 예에서, 빔 스플리터(13)는, 가공 레이저 빔(3)을 반사하도록 그리고 가공 레이저 빔(3)과 상이한 파장을 갖는 관찰 빔(8)을 투과하도록 형성된다. 물론, 도 1에 도시된 바와 상이하게, 빔 스플리터(13)에서 가공 레이저 빔(3)의 편향은, 파장 선택적 코팅의 종류에 의존하여, 선택적으로 90°로부터 벗어난 각도로 이루어질 수 있다.
광학 이미징 장치(5)는, 빔 스플리터(13)로부터 검출기(6)까지의 관찰 빔 경로(10) 내에 제1 렌즈(16a) 및 빔 스플리터(13)로부터 검출기(6)까지의 관찰 빔 경로(10) 내에 제2 렌즈(16b)를 포함하는, 케플러 망원경(16) 형태의 광학 이미징 유닛을 포함한다. 초점 거리(f2)를 갖는 케플러 망원경(16)의 제1 렌즈(16a)와 초점 거리(f3)를 갖는 케플러 망원경(16)의 제2 렌즈(16b)는, 서로로부터 그들의 초점 거리의 합(f2 + f3)에 대응하는 거리에 배치된다. 케플러 망원경(16)의 예로서, 조리개(15)는 도 1에 도시된 예의 포커싱 렌즈(2) 내에 이미지화되고, 즉 케플러 망원경(16)은, 포커싱 렌즈(2) 내에 조리개(15)의 이미지(15a)를 생성한다. 조리개(15)와 제2 렌즈(16b) 사이의 거리(s3)는, 제2 렌즈(16b)의 초점 거리(f3)에 상응하며 그리고, 조리개(15)가 초점에 맞게 포커싱 렌즈(2) 내에 이미지화도록 하는 방식으로, 제1 렌즈(16a)와 포커싱 렌즈(2) 사이의 간격(s2)에 따라 조정된다. 도 1에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 조리개(15)는, 케플러 망원경(16)에 의해 배율 조정된 방식으로 포커싱 렌즈(2) 내에 이미지화된다.
조리개(15)의 이미지(15a)는, 마치 조리개(15)가 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내의 포커싱 렌즈(2) 내에 배치된 것처럼, 광학 이미징 장치(5)에 의해 검출기(6) 상에서의 가공 영역(9)의 이미지화에 영향을 미친다. 조리개(15)의 이미지(15a)의 조리개 개구는 이 경우, 단지 포커싱 렌즈(2)의 작은 방사방향 내측 영역만을 포함하고, 상기 영역 내에서 포커싱 렌즈(2) 상의 열 부하는 균일한 또는 균등한 방식으로 분포된다. 따라서, 단지 가공 영역(9)의 물체 지점들만이, 그에 대한 이미지화를 위해 실질적으로 포커싱 렌즈(2)의 균등한 굴절률 변화가 작용함에 따라, 결상되고, 따라서 열 렌즈가, 검출기(6) 상에서의 가공 영역(9)의 이미지화에 실질적인 영향을 미치지 않는다.
도 1에 도시되는 레이저 가공 헤드(1)는, 레이저 가공 기계(20) 내에서 공작물(4)을 가공하기 위한 레이저 가공 공정을 실시하기 위해 이용된다. 레이저 가공 기계(20)는, 가공 레이저 빔(3)의 생성을 위한 빔 소스(21) 및, 공작물 가공, 특히 레이저 가공 헤드(1)와 공작물(4) 사이의 상대 운동의 생성을 가능하게 하는, 명료함을 위해 도시되지 않은, 추가적 구성요소를 포함한다. 빔 소스(21)는, CO2-레이저 소스, 고체 레이저 소스, 다이오드 레이저 소스 또는 상이한 유형의 레이저 소스일 수 있다.
도시된 예에서, 케플러 망원경(16)의 제2 렌즈(16b)는, 관찰 빔 경로(10) 내에서 변위 가능하게 배치되며, 그리고 (도시되지 않은) 액추에이터에 의해, 관찰 빔 경로(10)를 따라, 더욱 정확하게 광학 축(11)을 따라, 이중 화살표에 의해 도 1에 지시된 바와 같이, 변위될 수 있다. 열에 기인한 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리의 변화의 경우에, 또는 공작물(4)과 레이저 가공 헤드(1)의 포커싱 렌즈(2) 사이의 거리(s1)의 변화의 경우에, 그러한 열 렌즈 또는 부하 없이, 케플러 망원경(16)의 2개의 렌즈(16a, 16b) 사이의 공통의 초점 평면(17) 내에 생성되는, 가공 영역(9)의 중간 이미지의 위치에 관한 변화가 존재한다. 케플러 망원경(16)의 제2 렌즈(16b)를 변위시킴에 의해, 중간 이미지는 일단 다시 제2 렌즈(16b)의 초점 평면(17)에 놓이며, 그리고 빔은, 렌즈(16b) 하류에 시준되며 그리고 시준된 형태로 조리개(15)를 통과한다. 부가적으로, 조리개(15)는 또한, 포커싱 렌즈(2)의 열에 기인한 초점 거리 변화로부터 발생하는, 가상의 조리개(15a)의 위치에 관한 오류를 보정하기 위해, 관찰 빔 경로(10) 내에 변위 가능한 방식으로 배치될 수 있을 것이다.
또한, 개선된 공정 관찰을 가능하게 하는, 레이저 가공 헤드(1)가, 도 2에 도시된다. 본질적으로, 도 2에 도시된 레이저 가공 헤드(1)는, 조리개(15)를, 포커싱 렌즈(2) 내에 이미지화하는 것이 아니라, 포커싱 렌즈(2)와 빔 스플리터(13) 사이의 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내에, 정확하게는, 물체-측 및 이미지-측 초점 거리(f1)가 일치하는 도시된 예에서 포커싱 렌즈(2)의 (이미지-측) 초점 평면(18) 내에 이미지화하는, 케플러 망원경(16) 형태의 광학 이미징 유닛의 관점에서, 도 1에 도시된 레이저 가공 헤드(1)와 상이하다. 가공 레이저 빔(3) 및 관찰 빔(8) 양자 모두, 빔 스플리터(13)와 포커싱 렌즈(2) 사이에서 시준된다. 포커싱 렌즈(2)의 초점 평면(18) 내에 조리개(15)의 이미지(15a)의 배치할 때, 물체 평면 또는 공작물 표면(4a)은, 포커싱 렌즈(2)가 열 부하를 받지 않거나 또는 단지 약간만 부하를 받는 경우에, 광학 이미징 장치(5)에 의해 검출기(6) 상에 텔레센트릭 방식으로 이미지화된다.
가공 영역(9)을 포함하는 공작물 표면(4a; 물체 평면)의 중간 이미지가, 포커싱 렌즈(2)에 의해 공작물(4)로부터 떨어져 있는 포커싱 렌즈의 초점 평면(18) 내에 생성되며, 그러한 초점 평면 내에, 조리개(15)의 이미지(15a)가 생성된다. 이러한 경우에, 물체 거리(s1)의, 즉 공작물 표면(4a)과 포커싱 렌즈(2) 사이의 거리의 변화는, 배율이 텔레센트릭 방식의 이미지화의 경우에 물체 거리에 따라 변화하지 않으며, 따라서 가공 영역(9)을 포함하는 공작물 표면(4a)의 이미지화된 영역이 변화되지 않고 유지되기 때문에, 이미지화에 영향을 미치지 않는다.
공작물 표면(4a) 또는 가공 영역(9)의 이미지화에 관한, 열 부하의 경우에서의, 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리 변화의 영향이 보상되어야만 하는 경우, 조리개(15)는, 케플러 망원경(16)이, 열 부하를 받지 않은 포커싱 렌즈(2)의 도 2에 도시된 초점 평면(18)과 포커싱 렌즈(2) 자체 사이에 놓이는, 관찰 빔 경로(10) 내의 위치에 상기 조리개를 이미지화하는 방식으로, 관찰 빔 경로(14) 내에 배치된다. 포커싱 렌즈(2) 상의 열 부하는, 열 부하를 받지 않은 상태에서의 초점 거리(f1)와 비교하여 단축된 초점 거리(f1')(도 2 참조)로 이어지며; 상기 단축된 초점 거리는, 레이저 출력의 강도에 의존하여, 계산에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 레이저 출력이 공지되는 경우, 관찰 빔 경로(10) 내에서의 조리개(15)의 위치는, 조리개(15)의 이미지(15a)가, 단축된 초점 거리(f1')를 갖는 열 부하를 받은 포커싱 렌즈(2)의, 포커싱 렌즈(2)를 향해 변위된, (도시되지 않은) 초점 평면 내에 놓이는 방식으로 선택될 수 있으며, 따라서, 레이저 가공 도중에도, 검출기(6) 상에 가공 영역(9)의 또는 공작물 표면(4a)의 텔레센트릭 방식의 이미지화가 이루어진다. 포커싱 렌즈(2)의 초점 평면(18) 내에 항상 조리개(15)의 이미지(15a)를 형성하기 위해, 조리개(15) 및, 케플러 망원경(16) 또는 망원경 렌즈들(16a, 16b) 중 적어도 하나가 선택적으로, (도시되지 않은) 하나 이상의 액추에이터의 도움으로 관찰 빔 경로(10) 내에서 변위될 수 있다.
가공 레이저 빔(3)의 레이저 출력에 의존하는 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리(f1, f1')의 모델에 기초하여, 레이저 가공 기계(20)의 제어 장치(22)가 항상, 조리개(15)의 그리고, 케플러 망원경(16)의 또는 제1 망원경 렌즈(16a) 또는 제2 망원경 렌즈(16b)의 변위 거리를, 조리개(15)의 이미지(15a)가, 가공 레이저 빔(3)의 빔 축(11)을 따라 자체의 위치의 관점에서 변하는 포커싱 렌즈(2)의 초점 평면(18) 내에, 형성되도록 하는 방식으로 설정할 수 있다. 조리개(15)의 변위 가능성은, 포커싱 렌즈(2)의 열에 기인한 초점 거리 변화의 결과로서의 가상의 조리개(15a)의 위치 설정에 관한 오류들이 작은 경우에, 불필요하다.
도 3은, 케플러 망원경(16) 형태의 광학 이미징 유닛이 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내의 포커싱 렌즈(2)와 공작물 표면(4a) 사이에 조리개(15)의 상(15a)을 생성하는, 레이저 가공 헤드(1)를 구비하는 레이저 가공 기계(20)를 도시한다. 이러한 방식으로, 조리개(15)의 이미지(15a)가 공작물(4)과 포커싱 렌즈(2) 사이에 위치하게 되는 경우에, 더 외측에 놓이는 공작물 표면(4a)에서의 가공 영역(9)의 물체 지점들이 더 내측에 놓이는 포커싱 렌즈(2)의 렌즈 영역에 의해 이미지화되기 때문에, 이미지화에 의해, 가공 레이저 빔(3)의 빔 축(10)에 대해 수직이 아닌 물체 평면 또는 공작물 평면(4a)을 보정할 수 있다.
도 4에 도시된 예에서, 조리개(15)는, 도 1에 도시된 예에서처럼, 포커싱 렌즈(2) 내에 이미지화된다. 도 1에 도시된 레이저 가공 헤드(1)와 대조적으로, 광학 이미징 장치(5)의 케플러 망원경(16)은, 제1 렌즈(16a)와 제2 렌즈(16b) 사이의 케플러 망원경(16)의 초점 평면(17)에 배치되는, 부가적 조리개(19; "근거리 조리개")를 구비한다. 부가적 조리개(19)는, 이미지화에 대한 간섭 산란 빔의 영향을 감소시키는 역할을 한다. 관찰 빔(8)의 메인 빔에 대해 평행한 각도로 반사되지 않은, 가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내의 광학 요소들로부터의, 특히 포커싱 렌즈(2)의 표면들로부터의, 반사된 빔 성분들은, 부가적 조리개(19)에 의해 억제되며 그리고 검출기(6)에 도달하지 않는다.
도 4에 도시된 레이저 가공 헤드(1)에서, 부가적 조리개(19)와 제2 렌즈(16b)는, 관찰 빔 경로(10) 내에서 서로 결합되어 변위 가능하도록 배치되고; 즉 이들은, 상대적인 간격의 변화 없이, 관찰 빔 경로(10)의 광학 축(11)을 따라 변위될 수 있다. 도 4에서 이중 화살표로 지시되는 액추에이터가, 부가적 조리개(19)와 제2 렌즈(16b)의 공통 변위를 위해, 역할을 할 수 있을 것이다. 도 1에 도시된 예와 유사한 방식으로, 도 4에 도시된 예에서도 역시, 제2 렌즈(16b)와 부가적 조리개(19)로 이루어진 유닛을 변위시킴에 의해, 부가적 조리개(19)는, 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리(f1)의 열에 기인한 변화의 경우에 또는 물체 거리(s1)의 변화의 경우에 케플러 망원경(16)의 광학 축(11)을 따라 변위된 초점 평면(17)의 중간 이미지 내에 정확히 배치될 수 있다.
더불어, 도 4에 도시된 레이저 가공 헤드(1)에서, 조리개(15)는, 관찰 빔 경로(10) 내에서, 관찰 빔 경로(10)에 대해 또는 관찰 빔 경로의 광학 축(11)에 대해 수직으로, (즉, 조리개의 평면에서 변위 가능하게) 배치된다. 조리개(15)를 변위시킴에 의해, 검출기(6) 상에서의 가공 영역(9)의 이미지화가 그에 의해 이루어지는, 포커싱 렌즈(2)의 부분을 설정할 수 있다. 이러한 방식으로, 관찰 방향 또는 관찰 각도를 변경할 수 있다. 도 4에 또한 도시된 바와 같이, 조리개(15)는, 이를 위해, 대안으로서 또는 부가적으로, 광학 축(11)에 대해 평행하게 연장되는 회전축을 중심으로 회전될 수 있으며, 그 결과 조리개 평면에서 조리개(15)의 개구(15a)의 위치를 마찬가지로 조절할 수 있다.
결과적으로, 전술한 방식으로, 레이저 재료 가공 도중에, 예를 들어 레이저 절단 또는 레이저 용접 도중에, 공정 관찰의 정확성을 개선할 수 있다. 부가적으로, 공정 관찰은, 필요 시, 유연하게 공정 조건에 맞춰질 수 있다. 물론, 광학 이미징 유닛(16)은, 반드시 케플러 망원경으로 형성되어야 하는 것은 아니며, 투사 광학 요소들에 부가하여 반사 광학 요소들을 포함할 수도 있으며, 또는 필요에 따라 단지 반사 광학 요소들만으로 이루어질 수도 있다는 것이 이해된다. 부가적으로, 빔 스플리터(13) 또한 반드시 파장 선택적 광학 요소로서 형성되는 것은 아니며, 대신에, 예를 들어 스크레이퍼 거울 또는 이와 유사한 것의 형태의, 기하학적 빔 스플리터로서 형성될 수 있을 것이다. 포커싱 장치는, 반드시 포커싱 렌즈로 이루어질 필요는 없는 대신에, 예를 들어, 가공 레이저 빔(3)을 포커싱하기 위한 렌즈 그룹을 구비하거나, 또는 반사 광학 요소들을 포함하거나 또는 반사 광학 요소들로 이루어질 수 있을 것이다. 전술한 예들은, 렌즈 그룹 형태의 포커싱 장치의 경우에 유사하게 적용되고, 이 경우, 포커싱 렌즈(2)의 초점 거리(f1)는, 전술한 관찰을 위해 렌즈 그룹의 전체 초점 거리로 대체되는 것으로 이해된다. 부가적으로, 광학 이미징 유닛(16)의 렌즈들(16a, 16b) 또한 물론 렌즈 그룹으로서 형성될 수 있고, 이 경우, 렌즈(16a, 16b)의 각각의 초점 거리(f2 또는 f3)는, 전술한 관찰을 위해 개별적인 렌즈 그룹의 전체 초점 거리로 대체된다. 광학 이미징 유닛(16)의 렌즈들(16a, 16b)의 변위의 제어, 즉 조리개(15)의 그리고 선택적으로 부가적 조리개(19)의 변위 또는 이동의 제어는, 레이저 가공 기계(20)의 제어 장치(22)에 의해 달성된다. 이를 위해, 제어 장치(22)는, 필요에 따라, 포커싱 렌즈(2)에서의 열에 기인한 초점 거리 변화에 대한 정보를 이용할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 레이저 가공 헤드(1)로서,
    가공 레이저 빔(3)의 가공 빔 경로(14) 내에 배치되는, 가공 레이저 빔(3)을 가공될 공작물(4) 상으로 포커싱하기 위한, 포커싱 장치(2),
    검출기(6)를 포함하며 그리고, 상기 포커싱 장치(2)를 통과하는 관찰 빔 경로(10)를 따라 상기 검출기(6) 상에 상기 공작물(4)의 가공 영역(9)으로부터의 관찰 빔(8)을 이미지화하도록 구성되는, 광학 이미징 장치(5) 및,
    상기 관찰 빔(8)의 상기 관찰 빔 경로(10)를 상기 가공 레이저 빔(3)의 상기 가공 빔 경로(14)로부터 분리하기 위한 빔 스플리터(13)를 포함하는, 레이저 가공 헤드(1)에 있어서,
    상기 빔 스플리터(13)와 상기 검출기(6) 사이의 상기 관찰 빔 경로(10) 내에 배치되는, 광학 이미징 장치(5)의 광학 이미징 유닛(16)에 의해, 그리고
    상기 광학 이미징 유닛(16)과 상기 검출기(6) 사이에 배치되며 그리고 상기 검출기(6)로부터 이격되는, 조리개(15)로서, 상기 광학 이미징 유닛(16)이, 상기 빔 스플리터(13)와 상기 공작물(4) 사이의 상기 가공 레이저 빔(3)의 상기 가공 빔 경로(14)내에 상기 조리개(15)의 이미지(15a)를 생성하도록 형성되는 것인, 상기 조리개(15)에 의해 특징지어지는 것인 레이저 가공 헤드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 포커싱 장치(2)와 상기 공작물(4) 사이의 상기 가공 빔 경로(14) 내에 상기 조리개(15)의 상기 이미지(15a)를 생성하도록 형성되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(13)와 상기 포커싱 장치(2) 사이의 상기 가공 빔 경로(14) 내에 상기 조리개(15)의 상기 이미지(15a)를 생성하도록 형성되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(13)와 상기 포커싱 렌즈(2) 사이에 위치하게 되는, 포커싱 장치의 포커싱 렌즈(2)의 초점 평면(18) 내에 상기 조리개(15)의 상기 이미지(15a)를 생성하도록 형성되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  5. 제 1항에 있어서,
    포커싱 장치의 포커싱 렌즈(2) 내에 상기 조리개(15)의 상기 이미지(15a)를 생성하도록 형성되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조리개(15)는, 상기 관찰 빔 경로(10) 내에서 변위 가능하고, 및/또는 상기 조리개(15)의 조리개 개구(15a)는, 상기 관찰 빔 경로(10)에 대해 수직으로 이동 가능한 것인, 레이저 가공 헤드.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 이미징 유닛은, 망원경으로서, 바람직하게 케플러 망원경(16)으로서 형성되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  8. 제 7항에 있어서,
    부가적 조리개(19)가, 상기 케플러 망원경(16)의 제1 렌즈(16a)와 제2 렌즈(16b) 사이의 공통의 초점 평면(17) 내에 배치되는 것인, 레이저 가공 헤드.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 빔 스플리터(13)로부터 상기 검출기(6)까지의 상기 관찰 빔 경로(10) 내의 상기 케플러 망원경(16)의 제1 및/또는 제2 렌즈(16a, 16b)는, 상기 관찰 빔 경로(10) 내에서 변위 가능한 것인, 레이저 가공 헤드.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 부가적 조리개(19)는, 상기 제 2 렌즈(16b)와 결합된 방식으로, 상기 관찰 빔 경로(10) 내에서 변위 가능한 것인, 레이저 가공 헤드.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 이미징 장치(5)는, 상기 검출기(6) 상에 상기 공작물(4)의 상기 가공 영역(9)을 이미지화하기 위해, 상기 조리개(15)와 상기 검출기(6) 사이에 배치되는, 추가적 광학 유닛(7)를 포함하는 것인, 레이저 가공 헤드.
  12. 레이저 가공 기계(20)로서,
    제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 레이저 가공 헤드(1), 및
    가공 레이저 빔(3)을 생성하기 위한 빔 소스(21)
    를 포함하는 것인, 레이저 가공 기계.
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