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1. (WO2014191061) APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING THE FOCUS POSITION OF A HIGH-ENERGY BEAM
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Pub. No.: WO/2014/191061 International Application No.: PCT/EP2013/069029
Publication Date: 04.12.2014 International Filing Date: 13.09.2013
IPC:
B23K 26/04 (2014.01)
B PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23
MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
K
SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26
Working by laser beam, e.g. welding, cutting, boring
02
Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
04
Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
Applicants:
TRUMPF WERKZEUGMASCHINEN GMBH + CO. KG [DE/DE]; Johann-Maus-Strasse 2 71254 Ditzingen, DE
Inventors:
REGAARD, Boris; DE
Agent:
KOHLER SCHMID MÖBUS, PATENTANWÄLTE; Ruppmannstraße 27 70565 Stuttgart, DE
Priority Data:
10 2013 210 078.729.05.2013DE
Title (EN) APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING THE FOCUS POSITION OF A HIGH-ENERGY BEAM
(FR) DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION D'UNE POSITION FOCALE D'UN FAISCEAU HAUTE ÉNERGIE
(DE) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER FOKUSPOSITION EINES HOCHENERGIESTRAHLS
Abstract:
(EN) The invention relates to an apparatus (1), more particularly a laser processing head, for determining a focus position (F, F', F'') of a high-energy beam (2), more particularly of a laser beam, in the beam direction (13) of the high-energy beam (2) relative to a workpiece (3) and/or relative to a reference contour (5b) of the apparatus (1), comprising: a focusing element (4) for focusing the high-energy beam (2) onto the workpiece (3), an image capture device (9) for capturing a region to be monitored on the surface (3a) of the workpiece (3) and/or the reference contour (5b) by means of an observation beam path (7) running through the focusing element (4), wherein the image capture device (9) is designed for forming at least one observation beam (7a) which is assigned an observation direction (R1) running non-coaxially with respect to the high-energy beam (2), and comprises an imaging optical unit (14) for generating at least one image of the region to be monitored and/or the reference contour (5b) from the at least one observation direction (R1), and an evaluation device (19) for determining the focus position (F, F', F'') in the beam direction (13) of the high-energy beam (2) by evaluating the at least one recorded image. The invention also relates to a method for determining a focus position (F, F', F'') of a high-energy beam (2) in the beam direction (13) of the high-energy beam (2).
(FR) L'invention concerne un dispositif (1), en particulier une tête d'usinage au laser, permettant de déterminer une position focale (F, F', F") d'un faisceau haute énergie (2), en particulier d'un faisceau laser, dans la direction de rayonnement (13) du faisceau haute énergie (2) par rapport à une pièce (3) et/ou par rapport à un contour de référence (5b) du dispositif (1). Ledit dispositif comprend : un élément de focalisation (4) servant à focaliser le faisceau haute énergie (2) sur la pièce (3), un dispositif de détection d'image (9) servant à détecter une partie à surveiller de la surface (3a) de la pièce (3) et/ou du contour de référence (5b) au moyen d'un chemin optique d'observation (7) traversant l'élément de focalisation (4). Le dispositif d'acquisition d'images (9) est configuré pour former au moins un faisceau d'observation (7a) associé à une direction d'observation (R1) non coaxiale au faisceau haute énergie (2), et comprend une optique de reproduction (14) servant à produire au moins une image de la partie à surveiller et/ou du contour de référence (5b) à partir de la ou des directions d'observation (R1), ainsi qu'un dispositif d'évaluation (19) servant à déterminer la position focale (F, F', F") dans la direction de rayonnement (13) du faisceau haute énergie (2) par une évaluation de l'image ou des images enregistrées. L'invention concerne également un procédé permettant de déterminer une position focale (F, F', F") d'un faisceau haute énergie (2) dans la direction de rayonnement (13) du faisceau haute énergie (2).
(DE) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1 ), insbesondere einen Laserbearbeitungskopf, zur Bestimmung einer Fokusposition (F, F',F") eines Hochenergiestrahls (2), insbesondere eines Laserstrahls, in Strahlrichtung (13) des Hochenergiestrahls (2) relativ zu einem Werkstück (3) und/oder relativ zu einer Referenzkontur (5b) der Vorrichtung (1), umfassend: ein Fokussierelement (4) zur Fokussierung des Hochenergiestrahls (2) auf das Werkstück (3), eine Bilderfassungseinrichtung (9) zur Erfassung eines zu überwachenden Bereichs an der Oberfläche (3a) des Werkstücks (3) und/oder der Referenzkontur (5b) mittels eines durch das Fokussierelement (4) hindurch verlaufenden Beobachtungsstrahlengangs (7), wobei die Bilderfassungseinrichtung (9) zur Bildung mindestens eines Beobachtungsstrahls (7a) ausgebildet ist, der einer nicht koaxial zum Hochenergiestrahl (2) verlaufenden Beobachtungsrichtung (R1) zugeordnet ist und eine Abbildungsoptik (14) zur Erzeugung mindestens eines Bildes des zu überwachenden Bereichs und/oder der Referenzkontur (5b) aus der mindestens einen Beobachtungsrichtung (R1) umfasst, sowie eine Auswerteeinrichtung (19) zur Bestimmung der Fokusposition (F, F', F") in Strahlrichtung (13) des Hochenergiestrahls (2) durch Auswertung des mindestens einen aufgenommenen Bildes. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bestimmen einer Fokusposition (F, F', F") eines Hochenergiestrahls (2) in Strahlrichtung (13) des Hochenergiestrahls (2).
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Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)