WO2007033860A1 - Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren - Google Patents

Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2007033860A1
WO2007033860A1 PCT/EP2006/065109 EP2006065109W WO2007033860A1 WO 2007033860 A1 WO2007033860 A1 WO 2007033860A1 EP 2006065109 W EP2006065109 W EP 2006065109W WO 2007033860 A1 WO2007033860 A1 WO 2007033860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optics
optical
adjusted
measuring device
welding process
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/065109
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Skultety-Betz
Bjoern Haase
Joerg Stierle
Peter Wolf
Gunter Flinspach
Kai Renz
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP06778179A priority Critical patent/EP1929350A1/de
Priority to US11/993,524 priority patent/US20100165320A1/en
Publication of WO2007033860A1 publication Critical patent/WO2007033860A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534—Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114—Single butt joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/20—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines
    • B29C66/24—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight
    • B29C66/242—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours
    • B29C66/2422—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being circular, oval or elliptical
    • B29C66/24221—Particular design of joint configurations particular design of the joint lines, e.g. of the weld lines said joint lines being closed or non-straight said joint lines being closed, i.e. forming closed contours being circular, oval or elliptical being circular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/302—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators
    • B29C66/3022—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined
    • B29C66/30223—Particular design of joint configurations the area to be joined comprising melt initiators said melt initiators being integral with at least one of the parts to be joined said melt initiators being rib-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81427—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined comprising a single ridge, e.g. for making a weakening line; comprising a single tooth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/922—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9231—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the displacement of the joining tools
    • B29C66/92311—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by measuring the displacement of the joining tools with special measurement means or methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9261—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the displacement of the joining tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0822—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using IR radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1603—Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
    • B29C65/1612—Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/122—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section
    • B29C66/1222—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section comprising at least a lapped joint-segment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/122—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section
    • B29C66/1224—Joint cross-sections combining only two joint-segments, i.e. one of the parts to be joined comprising only two joint-segments in the joint cross-section comprising at least a butt joint-segment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/92—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/924—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools
    • B29C66/9241—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force, the mechanical power or the displacement of the joining tools by controlling or regulating the pressure, the force or the mechanical power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/94—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time
    • B29C66/944—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling the time by controlling or regulating the time
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/95—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94
    • B29C66/951—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools
    • B29C66/9512—Measuring or controlling the joining process by measuring or controlling specific variables not covered by groups B29C66/91 - B29C66/94 by measuring or controlling the vibration frequency and/or the vibration amplitude of vibrating joining tools, e.g. of ultrasonic welding tools by controlling their vibration frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process
    • B29C66/96—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process
    • B29C66/961—Measuring or controlling the joining process characterised by the method for implementing the controlling of the joining process involving a feedback loop mechanism, e.g. comparison with a desired value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0016—Lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/747—Lightning equipment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for mounting and adjusting a first, a
  • Measuring signal imaging element on a support element is adjusted relative to a second, the measurement signal receiving element. Furthermore, the invention relates to a measuring device which is mounted and adjusted according to such a method.
  • Electro-optical measuring devices with an imaging or focusing optics must be precisely adjusted so that a measurement signal to be evaluated can be sent to a receiver of the device in sufficient quality. It is already a plurality of
  • Carrier profile held mirror carrier and three by in the mirror carrier in the circumferential direction offset from each other threaded holes passing passing adjusting pins.
  • the Justierstatte which are axially adjustable by screwing in the threaded holes, based with their feet on trained on the support profile abutments. For the purpose of an exact quick adjustment of the mirror are the
  • Abutment designed so that they on the one hand center the mirror support on the Justierloche and on the other hand allow at least two abutments a radial emigration of the foot of the respective Justier unds.
  • Receiving element in particular such a method for adjusting a receiving optical system in an optical carrier with the features of claim 1 has the advantage that it is the fast and accurate adjustment of an optical system without the need for Post-processing, such as an additional fixation or sealing of the optical element allows.
  • a first element which represents a measuring signal
  • the optical system is first in a first and a second
  • Adjusted direction for example, by the position of the optics in the X and Y direction approached and held. Subsequently, the optics in the third direction (Z direction) is adjusted and fixed by a welding process.
  • Measuring devices such as distance measuring devices, since the optics, in particular the receiving optics and not the electronic or electrical components of the measuring system is adjusted.
  • the assembly and adjustment process according to the invention requires no additional fixing elements, such as clamping screws to secure the adjustment made.
  • Optics for example, a receiving optics of an electro-optical measuring device, both aligned in position, as well as fixed.
  • the optics therefore no longer have to be additionally secured, for example with adhesive or clamping screws.
  • the position of the optics in the third direction to be adjusted can be adjusted via at least one parameter of the welding process.
  • the position of the optics can be adjusted over the duration of the welding process.
  • the optics and / or optics carrier accommodating the optics has at least one energy-conducting edge, via which the energy released during the welding process is conducted. Since the energy-conducting edge can be formed conically in an advantageous manner, this results in a correspondingly increased energy density, so that the energy-guiding edge in Depending on parameters of the welding process is melted accordingly strong. In an advantageous manner, this energy-guiding edge produces a firm connection between the optics and the optics carrier after the adjustment process, ie after completion of the welding process. In an advantageous manner, the position of the optics during the welding or adjustment process can thus be adjusted by the dimensioning of the energy guiding edge.
  • the position of the optics in the third direction to be adjusted can be adjusted via a contact pressure of the welding device or a component of the welding device.
  • the optic is made of plastic.
  • an ultrasonic welding process for mounting and adjusting the optics can thus be used.
  • the distance setting between the optics for example a receiving lens, to a receiver via the welding parameters, such as the exposure time, the pressure, or set the frequency.
  • the optics are advantageously adjusted in this method such that the optical axis defined by the optics, for example the reception axis of a biaxial optical system, is centered at a certain distance on a second optical axis, for example the transmission axis of the same optically bi-axial system. is aligned.
  • this adjustment method is automated by a control or regulating circuit such that the adjusting welding process via a corresponding control variable, such as the distance of the optics to the receiver element or the signal strength of the
  • Receiver element detected optical measuring signal is controlled.
  • the inventive method for mounting and adjusting an imaging element, such as an optic, relative to a receiving element, such as a photodiode allows a measuring device, in particular a distance measuring device with very compact dimensions.
  • a measuring device in particular a distance measuring device with very compact dimensions.
  • an optical rangefinder in particular - A -
  • FIG. 3 shows a front view of the optics carrier with adjusted optics according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a detailed representation of the vane zone between optics and optical carrier according to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows an electro-optical measuring device designed as a distance measuring device 10.
  • the measuring device 10 has an output unit 16 in FIG Form of a display for the reproduction of measurement results as well as for displaying information concerning the device status.
  • an electronic support element such as a printed circuit board 18, within the housing 12 of the measuring device 10, a transmitter unit 20 designed as a laser diode for generating an optical transmission measurement signal and electronic components of an evaluation unit are arranged.
  • the electronic support element 18 is attached via fasteners, such as screws on an optics carrier.
  • the optical carrier also has a light channel 22, a deflection unit 24 and a receiving optics for the bundling of measured signal components to a receiving element, on.
  • Receiving unit 26 are indicated in Figure 1 only schematically.
  • a transmission measurement signal is emitted by the transmission unit 20 along a transmission path 28 during operation of the measuring device.
  • the emission radiation leaves that
  • Measuring device via a window 30 in the housing 12 of the device 10.
  • the from the surface of a remote, measured object to be measured or scattered measurement signal passes through the receiving path 29 back to the meter 10 and is coupled via a window 32 partly in the housing .
  • the received measurement signal is bundled or focused and detected by a receiving element 26, for example a photodiode, in particular an APD.
  • the entrance window in the measuring device and the receiving optics may also be integrally formed.
  • FIG. 2 shows a plan view of the underside of an optical carrier 40 with an already mounted and adjusted receiving lens 42.
  • Attached to the optical carrier 40 are a transmitting unit 20 in the form of a laser diode 44 together with an associated collimating lens 46 for emitting a collimated optical measuring signal along the transmitting axis 28 of the optical meter.
  • Photodiode in particular an APD 46, also attached to the optics carrier 40.
  • the optical carrier 40 may be, for example, the printed circuit board 18 itself, or be mounted on a printed circuit board.
  • the contact carrier in the embodiment according to FIG. 2 has longitudinal holes 62 with which the optical carrier can be fastened to the printed circuit board 18.
  • the optics carrier could, for example, but also from a separate Metal or plastic structure, which is used together with a circuit board 18 and the optical carrier 40 in the housing 12 of the measuring device 10.
  • the collimation optics 42 are to be adjusted in such a way that a measurement signal transmitted via the transmission path 28, which is reflected or scattered at a certain distance on an object to be measured, at least in part via the
  • Receiving path 29 is bundled or imaged on the active surface of the receiving diode 46.
  • the terms bundled or mapped are used synonymously.
  • the alignment of the receiving axis 29 on the transmission axis 28 is done in the inventive method on the receiving optics 42.
  • the position of the lens in the X and Y directions (see Figure 3) is approached and held. This can be the
  • Receiving optics 42 for example, grabbed by a manipulator and positioned at the desired location. Subsequently, the position of the optic 42 in the Z direction is varied, optimized and then fixed.
  • Both the adjustment of the lens 42 in the Z direction d. H. the variation of the position of the lens in the direction of the Z-axis, as well as the fixation of the lens at the desired location zl (see FIG. 4) take place according to the invention via a welding process.
  • the position of the lens in the X and Y directions is approached prior to welding and held during welding.
  • the Z-direction is set, for example, over the duration of the welding process and under the control of a length measuring system.
  • both the optical carrier 40 and the receiving optical system 42 are made of plastic.
  • the welding process may be an ultrasonic welding process.
  • FIG. 4 shows a detailed representation of the region 50 in FIG. 2. Shown in this detail illustration are the imaging optics 42, the contact edge 60 of the optics carrier 40 and the sonotrode 52 of an ultrasonic welding device. Formed on the optical carrier 40 is an energy-conducting edge 54 in the form of a tapered cone in the direction of the lens 42. This energy-conducting edge 54 may be formed integrally with the optical carrier, in particular if it is made of plastic.
  • the optics 42 can in alternative embodiments also have a corresponding energy-conducting edge or can be used in the process used energy-guiding edge only on the optics, for example in one piece.
  • the sonotrode 52 is pressed with its abutment surface 56 against the edge region 58 of the optic 42, so that it is also pressed against the energy-conducting edge 54 of the optics carrier 40. In the optics 42 by means of
  • Sonotrode 52 coupled acoustic waves heat the plastic material of the optics 42 and the power supply edge 54 on. Due to its pointed shape, the energy-conducting edge 54 heats up more strongly than the massive body of the receiving optics 42.
  • the welding parameters it is possible to achieve an adjustment of the lens body 42 in the direction of the Z-axis. For example, via the coupled
  • the lens 42 of the imaging optics must be adjusted in the Z direction to a defined distance from the detector element of the receiving diode 46.
  • the adjustment range is typically about ⁇ 0.2 mm.
  • the accuracy requirements for the adjustment process are approximately one order of magnitude above the adjustment range.
  • the distance adjustment z1 between the lens and the optics carrier and thus between the lens 42 and the receiving element 46 can be adjusted via various welding parameters, such as the exposure time. adjust the applied pressure or the frequency used.
  • Energyleitkante lies between 0.1 mm and 1 mm, with a preferred height in the range of about 0.5 - 0.6mm.
  • the alignment of the receiving axis 29 to the transmission axis 28 is done in the inventive method thus on the adjustment of the receiving lens.
  • the adjustment of the receiving lens 42 can be carried out in such a way that, for example, the signal strength of the incident on the receiver 26 measuring signal is observed.
  • a length measuring system can ensure that a previously determined defined distance between the lens bottom side 59 and the active surface of the receiving diode 46 is set.
  • Such a process can be automated in an advantageous manner, for example by using the received signal detected during the adjustment of a receiving diode 46 or a signal of a length measuring system for controlling the exposure time, the pressure or other parameters of the laser welding device.
  • the lens After welding, the lens is both aligned and fixed by the welding of the plastic components of the lens and the carrier or energy-conducting edge. An additional safeguard of the optics by means of adhesive or
  • the method according to the invention enables the simple and rapid adjustment of an optical system. This procedure adjusts the lens and not the electronic components of the system. Additional fixers to a successful
  • the method according to the invention or a measuring device produced by this method are not limited to the exemplary embodiment shown in the figures and the description.
  • the method according to the invention is not limited to the use of an ultrasonic welding process.
  • a laser welding process in particular a transmission laser welding process in which, for example, the optical welding signal in the form of an infrared laser beam almost completely transmits the optics and is absorbed in the optical carrier or a correspondingly designed energy guiding edge in such a way that both the energy guiding edge and adjacent areas of the optics are melted and thus enter into a solid connection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und Justage einer elektro-optischen Vorrichtung bei dem eine Optik (42) in drei Achsen (X;Y;Z) relativ auf ein weiteres Bauteil (26, 46) ausgerichtet wird, insbesondere ein Verfahren zur Justage einer Empfangsoptik (42) relativ zu einem optischen Empfänger (46). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Optik (42) zuerst in einer ersten (X) und einer zweiten Richtung (Y) einjustiert wird und die Optik (42) in der dritten Richtung (Z) anschließend über einen Schweißprozess an einem Optikträger (40) fixiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Messgerät, insbesondere ein Distanzmessgerät (10), justiert nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Description

Verfahren zur Montage und Justage einer elektro-optischen Vorrichtung sowie Messgerät montiert und justiert nach einem derartigen Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage und Justage eines ersten, ein
Messsignal abbildenden Elements auf einem Trägerelement. Bei dieser Montage wird das abbildende Element relativ zu einem zweiten, das Messsignal empfangenden Element justiert. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Messgerät, welches nach einem derartigen Verfahren montiert und justiert wird.
Stand der Technik
Elektro-optische Messgeräte mit einer abbildenden bzw. fokussierenden Optik müssen präzise einjustiert sein, damit ein auszuwertendes Messsignal in ausreichender Qualität einem Empfänger des Geräts zugeleitet werden kann. Es ist bereits eine Mehrzahl von
Verfahren zur Justage abbildender Elemente auf ein zugeordnetes Empfangselement bekannt.
Aus der DE 10314772 Al ist eine Vorrichtung zum Justieren eines optischen Spiegels in einem optischen Messgerät bekannt, die einen einen Spiegel aufnehmenden, an einem
Trägerprofil gehaltenen Spiegelträger und drei durch im Spiegelträger in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Gewindebohrungen hindurch tretende Justierstifte aufweist. Die Justierstifte, die durch Verschrauben in den Gewindebohrungen axial verstellbar sind, stützen sich mit ihren Fußpunkten an am Trägerprofil ausgebildeten Widerlagern ab. Zum Zwecke einer exakten Schnelljustierung des Spiegels sind die
Widerlager so ausgebildet, dass sie einerseits den Spiegelträger über die Justierstifte zentrieren und andererseits mindestens zwei Widerlager ein radiales Auswandern des Fußpunktes des jeweiligen Justierstifts zulassen.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Verfahren zur Montage und Justage einer Optik relativ zu einem
Empfangselement, insbesondere ein solches Verfahren zur Justage einer Empfangsoptik in einem Optikträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es die schnelle und genaue Justage eines optischen Systems ohne Notwendigkeit einer Nachbearbeitung, wie beispielsweise einer zusätzlichen Fixierung oder Abdichtung des optischen Elementes ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Justage eines ersten, ein Messsignal abbildenden Elementes in Form einer Optik, beispielsweise einer Empfangsoptik, relativ zu einem zweiten, das Messsignal empfangenden Element, beispielsweise einer Photodiode wird die Optik zuerst in einer ersten und einer zweiten
Richtung einjustiert, indem beispielsweise die Position der Optik in X- und Y-Richtung angefahren und gehalten wird. Anschließend wird die Optik in der dritten Richtung (Z- Richtung) justiert und über einen Schweißprozess fixiert.
Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Justage, insbesondere von elektro-optischen
Messgeräten, wie beispielsweise Entfernungsmessgeräten, da die Optik, insbesondere die Empfangsoptik und nicht die elektronischen bzw. elektrischen Komponenten des Messsystems justiert wird. Zudem erfordert der erfindungsgemäße Montage- und Justageprozess keine zusätzlichen Fixierelemente, wie beispielsweise Klemmschrauben, um die erfolgte Justage zu sichern. Nach dem erfindungsgemäßen Schweißprozess ist die
Optik, beispielsweise eine Empfangsoptik eines elektro-optischen Messgeräts, sowohl in ihrer Position ausgerichtet, als auch fixiert. Die Optik muss somit nicht mehr zusätzlich, beispielsweise mit Klebstoff oder Klemmschrauben gesichert werden.
Auch zusätzliche Bauteile, wie beispielsweise Umlenkspiegel, sind bei dieser einfachen,
Drei-Achsen-Justage nicht erforderlich, sodass sich ein kompaktes und preiswertes optisches Messgerät realisieren lässt, welches trotz seiner kompakten Bauweise die erforderliche genaue Justage seiner elektro-optischen Komponenten gewährleistet.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
In vorteilhafter Weise lässt sich die Position der Optik in der dritten zu justierenden Richtung (Z-Richtung) über zumindest einen Parameter des Schweißprozesses justieren. So kann beispielsweise die Position der Optik über die Dauer des Schweißprozesses eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Optik und / oder der die Optik aufnehmende Optikträger zumindest eine Energieleitkante auf, über die bei dem Schweißprozess frei werdende Energie geleitet wird. Da die Energieleitkante in vorteilhafter Weise konisch ausgebildet werden kann, ergibt sich in dieser eine entsprechend erhöhte Energiedichte, sodass die Energieleitkante in Abhängigkeit von Parametern des Schweißprozesses entsprechend stark aufgeschmolzen wird. In vorteilhafter Weise stellt diese Energieleitkante nach dem Justageprozess, d. h. nach Abschluss des Schweißvorgangs eine feste Verbindung zwischen der Optik und dem Optikträger her. In vorteilhafter Weise lässt sich somit durch die Dimensionierung der Energieleitkante die Position der Optik während des Schweiß- bzw. Justageprozesses einjustieren.
So kann beispielsweise die Position der Optik in der dritten, einzujustierenden Richtung (Z-Richtung) über einen Anpressdruck der Schweißvorrichtung bzw. einer Komponente der Schweißvorrichtung einjustiert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bzw. eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Messgeräts besteht die Optik aus Kunststoff. In vorteilhafter Weise lässt sich somit ein Ultraschall-Schweißprozess zur Montage und Justage der Optik verwenden. So lässt sich beispielsweise durch eine entsprechende Dimensionierung der Energieleitkante an der Optik oder am Träger die Abstandseinstellung zwischen der Optik, beispielsweise einer Empfangslinse, zu einem Empfänger über die Schweißparameter, wie beispielsweise die Einwirkdauer, den Druck, oder die Frequenz einstellen.
Die Optik wird bei diesem Verfahren von vorteilhafter Weise derart justiert, dass die durch die Optik definierte optische Achse, beispielsweise die Empfangsachse eines biaxialen optischen Systems in einer gewissen Entfernung zentrisch auf eine zweite optische Achse, beispielsweise die Sendeachse des gleichen optisch bi-axialen Systems, ausgerichtet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieses Justageverfahren durch einen Steuer- oder Regelkreis derart automatisiert, dass der justierende Schweißprozess über eine entsprechende Steuergröße, wie beispielsweise der Abstand der Optik zum Empfängerelement oder die Signalstärke des mit dem
Empfängerelements detektierten optischen Messsignals gesteuert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage und Justage eines abbildenden Elements, beispielsweise einer Optik, relativ zu einem empfangenden Element, beispielsweise einer Photodiode, ermöglicht ein Messgerät, insbesondere ein Distanzmessgerät mit sehr kompakten Maßen. Auf diese Weise ist ein optischer Entfernungsmesser, insbesondere - A -
ein handgehaltener Laser-Entfernungsmesser als kompaktes und preiswertes Messgerät realisierbar.
Weitere Vorteile des erfϊndungsgemäßen Verfahrens bzw. eines nach diesem Verfahren justierten Messgeräts ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Zeichnung
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren justierten Messgeräts dargestellt, welches in der nachfolgenden Beschreibung zur Erläuterung des Verfahrens dient. Die Figuren der Zeichnung, deren Beschreibung sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale auch einzeln betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Figur 1 ein elektro-optisches Entfernungsmessgerät in einer perspektivischen Übersichtsdarstellung,
Figur 2 einen Optikträger mit einjustierter Optik in einer Aufsicht auf die Unterseite,
Figur 3 eine Frontalansicht des Optikträgers mit einjustierter Optik entsprechend Fig. 2,
Figur 4 eine Detaildarstellung der Flügelzone zwischen Optik und Optikträger gemäß Figur 2.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein als Entfernungsmessgerät 10 ausgeführtes elektro-optisches Messgerät.
Dieses weist ein Gehäuse 12, Betätigungselemente 14 zum Ein- bzw. Ausschalten des Entfernungsmessgeräts 10 sowie zum Starten bzw. Konfigurieren eines Messvorgangs auf. Neben den Bedienelementen 14 besitzt das Messgerät 10 eine Ausgabeeinheit 16 in Form eines Displays zur Wiedergabe von Messergebnissen sowie zur Darstellung von Angaben betreffend den Gerätestatus. Auf einem elektronischem Trägerelement, beispielsweise einer Leiterplatte 18, innerhalb des Gehäuses 12 des Messgeräts 10 sind eine als Laserdiode ausgeführte Sendeeinheit 20 zur Erzeugung eines optischen Sendemesssignals sowie elektronische Komponenten einer Auswerteeinheit angeordnet.
Das elektronische Träger-Element 18 ist über Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben an einem Optikträger befestigt. Der Optikträger weist zudem einen Lichtkanal 22, eine Umlenkeinheit 24 sowie eine Empfangsoptik zur Bündelung von Messsignalanteilen auf ein Empfangselement hin, auf. Die Sendeeinheit 20, der Lichtkanal 22, die Umlenkeinheit 24 für einen Referenzpfad 34 sowie ein
Empfangseinheit 26 sind in Figur 1 lediglich schematisch angedeutet.
Zur Messung eines Abstands des Entfernungsmessgeräts 10 zu einem entfernten Gegenstand wird im Betrieb des Messgeräts eine Sendemesssignal von der Sendeeinheit 20 entlang eines Sendepfads 28 ausgesendet. Die Sendemessstrahlung verläset das
Messgerät über ein Fenster 30 im Gehäuse 12 des Gerätes 10. Das von der Oberfläche eines entfernten, zu vermessenden Gegenstands reflektierte, bzw. gestreute Messsignal gelangt über den Empfangspfad 29 wieder zum Messgerät 10 zurück und wird über ein Fenster 32 zum Teil in das Gehäuse eingekoppelt. Mittels einer in Figur 1 nicht dargestellten Empfangsoptik wird das Empfangsmesssignal gebündelt, bzw. fokussiert und von einem Empfangselement 26, beispielsweise einer Photodiode, insbesondere einer APD, detektiert. In alternativen Ausführungsformen eines derartigen Messgeräts können das Eintrittsfenster in das Messgerät und die Empfangsoptik auch einstückig ausgebildet sein.
Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf die Unterseiter eines Optikträgers 40 mit bereits montierter und justierter Empfangslinse 42. Am Optikträger 40 befestigt sind eine Sendeeinheit 20 in Form einer Laserdiode 44, nebst einer zugehörigen Kollimationslinse 46 zur Aussendung eines kollimierten optischen Messsignals entlang der Sendeachse 28 des optischen Messgeräts. Des Weiteren ist eine Empfangseinheit 26 in Form einer
Photodiode, insbesondere einer APD 46, ebenfalls am Optikträger 40 befestigt. Der Optikträger 40 kann beispielsweise die Leiterplatte 18 selbst sein, oder aber auf einer Leiterplatte befestigt sein. Dazu weist der Oprikträger im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 Länglöcher 62 auf, mit denen der Optikträger an der Leiterplatte 18 befestigt werden kann. Der Optikträger könnte beispielsweise aber auch aus einer separaten Metall- oder Kunststoffstruktur bestehen, die zusammen mit einer Leiterplatte 18 und dem Optikträger 40 in das Gehäuse 12 des Messgerätes 10 eingesetzt wird.
Bei der Justage der Optik 42 ist die Laserdiode 44 sowie der Empfänger 46 bereits fest mit dem Kunststoffträger 40 verbunden. Die Kollimationsoptik 42 ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derart zu justieren, dass ein über den Sendepfad 28 ausgesendetes Messsignal, welches in einer bestimmten Entfernung an einem zu vermessenden Objekt reflektiert oder gestreut wird, zumindest zum Teil über den
Empfangspfad 29 auf die aktive Fläche der Empfangsdiode 46 gebündelt bzw. abgebildet wird. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Begriffe gebündelt bzw. abgebildet synonym verwendet.
Die Ausrichtung der Empfangsachse 29 auf die Sendeachse 28 geschieht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren über die Empfangsoptik 42. Die Position der Linse in X- und Y-Richtung (siehe hierzu Figur 3) wird angefahren und gehalten. Dazu kann die
Empfangsoptik 42 beispielsweise von einem Manipulator gegriffen und an die gewünschte Stelle positioniert werden. Anschließend wird die Position der Optik 42 in Z- Richtung variiert, optimiert und anschließend fixiert.
Sowohl die Justage der Linse 42 in Z-Richtung d. h. die Variation der Position der Linse in Richtung der Z- Achse, als auch die Fixierung der Linse an der gewünschten Stelle zl (siehe Figur 4) erfolgt erfindungsgemäß über einen Schweißvorgang. Die Position der Linse in X- und Y-Richtung wird vor dem Verschweißen angefahren und während des Verschweißens gehalten. Die Z-Richtung wird beispielsweise über die Dauer des Schweißvorgangs und unter Kontrolle eines Längenmesssystems eingestellt.
Bei der in den Figuren 2 - 4 dargestellten Ausführungsform besteht sowohl der Optikträger 40 als auch die Empfangsoptik 42 aus Kunststoff. In diesem Fall kann der Schweißvorgang ein Ultraschallschweißvorgang sein.
Figur 4 zeigt eine Detaildarstellung des Bereichs 50 in Figur 2. Dargestellt in dieser Detaildarstellung sind die Abbildungsoptik 42, die Auflagekante 60 des Optikträgers 40 sowie die Sonotrode 52 eines Ultraschallschweißgeräts. Am Optikträger 40 ausgebildet ist eine Energieleitkante 54 in Form eines in Richtung auf die Linse 42 spitz zulaufenden kegelförmigen Doms. Diese Energieleitkante 54 kann einstückig mit dem Optikträger ausgebildet sein, insbesondere wenn dieser aus Kunststoff gefertigt ist. Die Optik 42 kann in alternativen Ausführungsformen ebenfalls eine entsprechende Energieleitkante aufweisen bzw. kann die im Verfahren benutzte Energieleitkante lediglich an der Optik, beispielsweise einstückig ausgebildet sein. Die Sonotrode 52 wird mit ihrer Anlagefläche 56 gegen den Randbereich 58 der Optik 42 gedrückt, sodass diese ebenfalls gegen die Energieleitkante 54 des Optikträgers 40 gedrückt wird. Die in die Optik 42 mittels der
Sonotrode 52 eingekoppelten akustischen Wellen heizen das Kunststoffmaterial der Optik 42 als auch die Energieleitkante 54 auf. Dabei erwärmt sich die Energieleitkante 54 aufgrund ihrer spitz zulaufenden Form stärker als der massive Körper der Empfangsoptik 42. Durch Einstellung der Schweißparameter lässt sich eine Justage des Linsenkörpers 42 in Richtung der Z-Achse erreichen. So kann beispielsweise über die eingekoppelte
Energie bzw. über den mittels der Sonotrode 52 auf den Linsenkörper 42 ausgeübten Druck der Abstand zl zwischen der- im Ausführungsbeispiel ebenen Optikseite 59 und der Anlagekante 60 des Optikträgers 40 eingestellt werden, indem die Energieleitkante 54 mehr oder weniger stark aufgeschmolzen und über den von der Sonotrode 52 auf den Linsenkörper 42 übertragenen Druck verformt wird.
Die Linse 42 der Abbildungsoptik muss in Z-Richtung auf einen definierten Abstand zum Detektorelement der Empfangsdiode 46 justiert werden. Der Justagebereich liegt dabei typischer Weise bei ca. ± 0,2 mm. Die Genauigkeitsanforderungen an den Justageprozess liegen um ca. eine Größenordnung über dem Justagebereich. Durch eine entsprechende Dimensionierung der Energieleitkante, welche am Optikträger 40 bzw. an der Linse 42 ausgebildet ist, lässt sich die Abstandseinstellung zl zwischen der Linse und dem Optikträger und somit zwischen der Linse 42 und dem Empfangselement 46 über diverse Schweißparameter, wie beispielsweise die Einwirkdauer, der ausgeübte Druck oder die verwendete Frequenz einstellen. Eine typische Größenordnung für die Höhe der
Energieleitkante liegt dabei zwischen 0,1 mm und lmm, mit einer bevorzugten Höhe im Bereich von ca. 0,5 - 0,6mm.
Die Ausrichtung der Empfangsachse 29 auf die Sendeachse 28 geschieht im erfindungsgemäßen Verfahren somit über die Justage der Empfangslinse. Die Justierung der Empfangslinse 42 kann dabei derart erfolgen, dass beispielsweise die Signalstärke des auf den Empfänger 26 auftreffenden Messsignals beobachtet wird. Alternativer Weise kann einen Längenmesssystem sicherstellen, dass ein zuvor ermittelter definierter Abstand zwischen der Linsenunterseite 59 und der aktiven Fläche der Empfangsdiode 46 eingestellt wird. Ein derartiger Prozess lässt sich in vorteilhafter Weise automatisieren, indem beispielsweise das bei der Justage detektierte Empfangssignal einer Empfangsdiode 46 oder ein Signal eines Längenmesssystems zur Steuerung der Einwirkdauer, des Drucks oder anderer Parameter der Laser-Schweißvorrichtung genutzt wird. Insbesondere lässt sich ein geschlossener Regelkreis realisieren, der eine automatische Justierung der Optik in drei Achsen ermöglicht.
Nach der Schweißung ist die Linse sowohl ausgerichtet, als auch durch die Verschweißung der Kunststoffkomponenten von Linse und die Träger bzw. Energie- leitkante fixiert. Eine zusätzliche Sicherung der Optik mittels Klebstoff oder
Klemmschrauben ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die einfache und schnelle Justage eines optischen Systems. Bei diesem Verfahren wird die Linse und nicht die elektronischen Komponenten des Systems justiert. Zusätzliche Fixierelemente, um eine erfolgreiche
Justage anschließend zu sichern, sind nicht erforderlich.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. ein mit diesem Verfahren hergestelltes Messgerät sind nicht auf das in den Figuren und der Beschreibung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht beschränkt auf die Verwendung eines Ultraschall-Schweißprozesses. Ebenso möglich ist beispielsweise ein Laser- Schweißprozess, insbesondere ein Durchstrahllaserschweißprozess, bei dem beispiels- weise das optische Schweißsignal in Form eines infraroten Laserstrahls die Optik nahezu vollständig transmittiert und im Optikträger bzw. einer entsprechend ausgebildeten Energieleitkante derart absorbiert wird, dass sowohl die Energieleitkante als auch benachbarte Bereiche der Optik angeschmolzen werden und somit eine feste Verbindung eingehen. Durch unterschiedliche Additive in den zu verbindenden Werkstücken lasst sich deren Transmissions- bzw. Absorptionsgrad auf die jeweils verwendete Schweißwellenlänge einstellen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Montage und Justage einer elektro-optischen Vorrichtung bei dem eine Optik (42) in drei Achsen (X;Y;Z) relativ auf ein weiteres Bauteil (26,46) ausgerichtet wird, insbesondere ein Verfahren zur Justage einer Empfangsoptik (42) relativ zu einem optischen Empfänger (46), dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (42) zuerst in einer ersten (X) und einer zweiten Richtung (Y) einjustiert wird und die Optik (42) in der dritten Richtung (Z) anschließend über einen Schweißprozess an einem Optikträger (40) fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position (zl) der Optik (42) in der dritten Richtung (Z) über zumindest einen Parameter des Schweißprozesses justiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position (zl) der
Optik (42) in der dritten Richtung (Z) über die zeitliche Dauer des Schweißprozesses justiert wird.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (42) und / oder der Optikträger (40) über zumindest eine Energieleitkante (54) verfügt, die nach Abschluss des Schweißprozesses eine feste Verbindung zwischen Optik (42) und Optikträger (40) herstellt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Position (zl) der Optik (42) in der dritten Richtung (Z) durch Dimensionierung der Energieleitkante
(54) justiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Position (zl) der Optik (42) über einen Anpressdruck der Schweißvorrichtung justiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (42) aus Kunststoff besteht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißprozess ein Ultraschallschweißprozess ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (42) derart justiert wird, dass die durch die Optik (42) definierte optische Achse (29) in einer gewissen Entfernung zentrisch auf eine zweite optische Achse (28) blickt.
10. Messgerät, insbesondere ein optisches Distanzmessgerät (10), mit zumindest einem abbildenden Element (42) und einem empfangenden Element (26,46), justiert gemäß einem Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9.
PCT/EP2006/065109 2005-09-20 2006-08-07 Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren WO2007033860A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06778179A EP1929350A1 (de) 2005-09-20 2006-08-07 Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren
US11/993,524 US20100165320A1 (en) 2005-09-20 2006-08-07 Method for mounting and adjusting an electro-optical device and measuring device mounted and adjusted by means of such a method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005044770.8 2005-09-20
DE200510044770 DE102005044770A1 (de) 2005-09-20 2005-09-20 Verfahren zur Montage und Justage einer elektrooptischen Vorrichtung sowie Messgerät montiert und justiert nach einem derartigen Verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007033860A1 true WO2007033860A1 (de) 2007-03-29

Family

ID=37101903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/065109 WO2007033860A1 (de) 2005-09-20 2006-08-07 Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20100165320A1 (de)
EP (1) EP1929350A1 (de)
CN (1) CN101268398A (de)
DE (1) DE102005044770A1 (de)
WO (1) WO2007033860A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2051102A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-22 Leica Geosystems AG Justierbares elektro-optisches Messgerät
EP2607924A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-26 Leica Geosystems AG Entfernungsmesser-Justage

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104344806A (zh) * 2013-07-26 2015-02-11 南京德朔实业有限公司 激光测距仪

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1629263A1 (de) * 1966-09-03 1971-01-21 Agfa Gevaert Ag Verfahren zum Verschweissen einer Kunststofflinse mit einer Kunststoffassung
EP1288692A1 (de) * 2001-08-29 2003-03-05 Mitsumi Electric Co., Ltd. Struktur zum klebstofffreien Verbinden einer Linse mit einem Linsenhalter
DE10220671A1 (de) * 2002-05-10 2003-12-04 Hella Kg Hueck & Co Optisches System für eine Kamera sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP1429168A2 (de) * 2002-12-13 2004-06-16 Konica Minolta Holdings, Inc. Bilderfassungsvorrichtung und tragbares Terminal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1629263A1 (de) * 1966-09-03 1971-01-21 Agfa Gevaert Ag Verfahren zum Verschweissen einer Kunststofflinse mit einer Kunststoffassung
EP1288692A1 (de) * 2001-08-29 2003-03-05 Mitsumi Electric Co., Ltd. Struktur zum klebstofffreien Verbinden einer Linse mit einem Linsenhalter
DE10220671A1 (de) * 2002-05-10 2003-12-04 Hella Kg Hueck & Co Optisches System für eine Kamera sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP1429168A2 (de) * 2002-12-13 2004-06-16 Konica Minolta Holdings, Inc. Bilderfassungsvorrichtung und tragbares Terminal

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LAND W: "EINFLUSS DER FUEGENAHTGESTALTUNG AUF DAS SCHWEISSVERHALTEN", PLASTVERARBEITER, HUETHIG GMBH, HEIDELBERG, DE, vol. 34, no. 9, September 1983 (1983-09-01), pages 798 - 800, XP000677089, ISSN: 0032-1338 *
MCCARTHY L: "PART DESIGN IS CRITICAL FOR GOOD WELDS", PLASTICS WORLD, CAHNERS PUBL., BOSTON, US, vol. 48, no. 7, June 1990 (1990-06-01), pages 62 - 65,67, XP001119210, ISSN: 0032-1273 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2051102A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-22 Leica Geosystems AG Justierbares elektro-optisches Messgerät
EP2607924A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-26 Leica Geosystems AG Entfernungsmesser-Justage
WO2013092318A1 (de) 2011-12-23 2013-06-27 Leica Geosystems Ag Entfernungsmesser-justage
US9194701B2 (en) 2011-12-23 2015-11-24 Leica Geosystems Ag Distance-measuring device alignment

Also Published As

Publication number Publication date
CN101268398A (zh) 2008-09-17
US20100165320A1 (en) 2010-07-01
DE102005044770A1 (de) 2007-03-29
EP1929350A1 (de) 2008-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2527866B1 (de) Messeinrichtung zur Distanzmessung
EP2073047B1 (de) Verfahren zur Montage und Justage einer elektro-optischen Vorrichtung sowie Messgerät montiert und justiert nach einem derartigen Verfahren
EP2485862B1 (de) Fügevorrichtung für ein stoffschlüssiges fügen mittels eines zusatzwerkstoffes unter verwendung von messaufnehmern
DE2834821C2 (de) Einrichtung zum Überprüfen der Betriebseigenschaften von Laser-Entfernungsmeßgeräten
EP2527867B1 (de) Messeinrichtung zur Distanzmessung
DE102009007769A1 (de) Laserbearbeitungskopf mit integrierter Sensoreinrichtung zur Fokuslagenüberwachung
DE102019122047B4 (de) Ausrichteinheit, Sensormodul umfassend dieselbe und Laserbearbeitungssystem umfassend das Sensormodul
DE69109852T2 (de) Ausrichtungskontrollvorrichtung und ihre verwendung.
DE102011079739A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung und Überwachung eines Kunststoff-Laserdurchstrahl-Schweißprozesses
DE102013206892A1 (de) Reflektoranordnung, Lichtvorhang, Verfahren zum Einstellen der Reflektoranordnung, und Verfahren zum Montieren der Reflektoranordnung
DE102017115922A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Regelung eines Abstands zwischen Bearbeitungskopf und Werkstück
WO2014154685A1 (de) Vorrichtung zur optischen messung einer distanz zu einem reflektierenden oder streuenden zielobjekt
DE102005041998B4 (de) Verfahren zur Justage eines abbildenden Elements sowie Messgerät justiert nach einem derartigen Verfahren
EP2667998A1 (de) Laserbearbeitungsmaschine, insbesondere laserschneidmaschine, sowie verfahren zum zentrieren eines insbesondere fokussierten laserstrahles
EP2473819A1 (de) Vorrichtung zur optischen distanzmessung sowie verfahren zur justierung einer solchen vorrichtung
EP1913415B1 (de) Entfernungsmessgerät und verfahren zum befestigen einer elektrooptischen einheit an einer leiterträgereinheit
DE102018000887A1 (de) Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen und Überwachen eines Bearbeitungsprozesses auf einem Werkstück mit der Möglichkeit zur OCT-Scanner-Kalibrierung
WO2007033860A1 (de) Verfahren zur montage und justage einer elektro-optischen vorrichtung sowie messgerät montiert und justiert nach einem derartigen verfahren
EP2706340A2 (de) Vorrichtung und verfahren zum prüfen der ausrichtung wenigstens einer optischen fläche eines optischen systems
CH679081A5 (de)
DE102005010557A1 (de) Optischer Multiplexer/Demultiplexer
DE3939877A1 (de) Messanordnung zur beruehrungslosen bestimmung der dicke und/oder thermischen eigenschaften von folien und duennen oberflaechenbeschichtungen
DE2712468A1 (de) Laseranordnung zur verbesserung des visierens mit herkoemmlichen vermessungs- und aufnahmegeraeten
DE102006056217A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung eines Laserstrahls
DE202008014332U1 (de) Optoelektronischer Sensor

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006778179

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11993524

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680034722.2

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2006778179

Country of ref document: EP