[发明专利]用激光进行材料处理的具有扫描仪光学系统的装置

权利要求书

1.一种用激光(1)进行材料处理的装置，其具有通过引导机而相对于待处理工件(7)可运动的扫描仪光学系统(2a、2b)，该扫描仪光学系统根据前目标扫描或后目标扫描原理工作，而且该扫描仪光学系统的射线线路由一个或多个主动(4b)和/或被动(4a)偏转单元来引导，其特征在于，所述装置还具有随所述扫描仪光学系统(2a、2b)共同运动的图像传感器(18)，该图像传感器从光学上整合到所述扫描仪光学系统(2a、2b)的射线线路的部分区域上，该部分区域始于工件(7)上的处理位置(16)；所述装置包括至少一个随所述扫描仪光学系统(2a、2b)共同运动的投影器(10)，该投影器用于将测量光线(11)以测量结构的形式投影在待处理工件(7)上；其中，所述图像传感器(18)对于由投影器(10)放射出的测量光线(11)的波长范围是敏感的；并且，用于从扫描仪光学系统(2a、2b)的射线线路进行光学分离的图像传感器(18)设置在偏转单元(4a、4b)远离射线线路的一侧；所述偏转单元在由投影器(10)放射出的光的波长范围上是可穿透的，而在由处理激光(1)发射出的光的波长范围上是可反射的。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像传感器(18)设置在被动偏转单元(4a)的远离射线线路的一侧，作为投影器(10)的光源采用激光，该激光放出波长不同于处理激光(1)的光线，并且所述被动偏转单元(4a)实施为部分透射的、设置有干涉层的镜面。

3.根据权利要求1和2所述的装置，其特征在于，所述图像传感器(18)设置在被动偏转单元(4a)的远离射线线路的一侧，从处理位置(16)的角度观察射线线路，该被动偏转单元接着上一个主动偏转单元(4b)。

4.根据权利要求1和2所述的装置，其特征在于，所述图像传感器(18)设置在被动偏转单元(4a)的远离射线线路的一侧，从处理位置(16)的角度观察射线线路，该被动偏转单元设置在扫描仪光学系统(2b)的聚焦单元(5)之后。

5.根据权利要求1至4的任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置设有投影器(10)，所述投影器在工件(7)上投影出投影线(12)，所述投影线处于横向相对于在所述工件(7)上待生成焊缝的纵向(13)的方向，其中，所述投影线延伸经由所述扫描仪光学系统(2a、2b)的整个工作区(9)，所述投影线与激光射线(6)的射中位置(8)通过在焊缝纵向(13)上的运动而保持预设距离，而且不与激光射线(6)相交。

6.根据权利要求1至5的任意一项所述的装置，其特征在于，该装置装配有控制单元，该控制单元凭借三角测量和/或光切割方法由图像传感器(18)的数据计算出工件(7)上的处理位置(16)，并且凭借位置数据对所述扫描仪光学系统(2a、2b)的至少一个主动偏转单元(4b)进行控制。

7.根据权利要求1至6的任意一项所述的装置，其特征在于，所述扫描仪光学系统(2a、2b)的主动偏转单元(4b)凭借控制单元如此与所述引导机同步化，即，所述扫描仪光学系统(2a、2b)除了用于焊缝引导之外还能够使过程速度相对于由所述引导机预定的速度降低或提高。

8.根据权利要求1至7的任意一项所述的装置，其特征在于，对于多轴式的焊缝引导，或者采用多个投影器(10)，或者围绕射线线路可摆动地设置至少一个投影器(10)。

9.根据权利要求1至8的任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个与所述扫描仪光学系统(2a、2b)共同运动的过程喷射器(21)，所述过程喷射器用于凭借压缩气体(22)生成空气气流，所述压缩空气用于从投影器(10)的周边区域去除在进行激光焊接时生成的蒸气并且用于降低其它的在进行激光焊接时生成的过程外界影响因素(23)，所述过程外界影响因素干扰所述图像传感器(18)的信号。

10.根据权利要求9和10所述的装置，其特征在于，为确保至少一个过程喷射器(11)的保护效果，当使用多个投影器(10)时，使用多个过程喷射器(21)；或者，当使用可摆动的投影器(10)时，使用多个过程喷射器(21)或使用一个同样可摆动设置的过程喷射器(21)。