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Vorrichtung zur Laserbearbeitung schwer zugänglicher Werkstücke

Device for laser machining workpieces that are difficult to access
 
: Traub, Martin; Olowinsky, Alexander; Gillner, Arnold; Häusler, Andre

:
Frontpage ()

DE 102018208752 A1: 20180604
German
Patent, Electronic Publication
Fraunhofer ILT ()

Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Bearbeitung von schwer zugänglichen Werkstücken (2) mittels eines abbildenden Strahlengangs (3) sowie ein entsprechendes Verfahren (100) zur Laserbearbeitung mittels dieser Vorrichtung (1) umfassend eine Relayoptik (4) mit einer durch die Relayoptik (4) hindurchlaufenden optischen Achse (OA) und eine in der optischen Achse (OA) in Ausbreitungsrichtung (A) des abbildenden Strahlengangs (3) gesehen dahinter angeordnete Fokussiereinheit (5) mit mehreren optischen Elementen (51) zur Erzeugung einer dritten Brennweite (F3), sowie einen in Ausbreitungsrichtung (A) des abbildenden Strahlengangs (3) gesehen vor der ersten Relay-Optikgruppe (41) angeordneten Strahlscanner (6), der sowohl als Eintrittspupille (EP) für den in die erste Relay-Optikgruppe (41) eintretenden abbildenden Strahlengang (3) als auch mindestens zur Ablenkung (V1) des abbildenden Strahlengangs (3) relativ zur optischen Achse (OA) vorgesehen ist, wobei die erste Relay-Optikgruppe (41) dazu ausgestaltet ist, den abbildenden Strahlengang (3) in einen Zwischenfokus (31) zu fokussieren, der sich separat von der ersten und zweiten Relay-Optikgruppen (41, 42) zwischen der ersten und zweiten Relay-Optikgruppe (41, 42) befindet, und die zweite Relay-Optikgruppe (42) dazu ausgestaltet ist, den Zwischenfokus (31) zum Austritt aus der Relayoptik (4) abzubilden und die Fokussiereinheit (5) dazu ausgestaltet ist, den abbildenden Strahlengang (3) in einem Fokus der Vorrichtung (32) auf eine Fokusebene (33) zur Bearbeitung des Werkstücks (2) zu fokussieren, wobei eine Entfernung (L) zwischen Eintrittspupille (EP) und einem Ende der Vorrichtung in Richtung des abbildenden Strahlengangs (AP) größer als ein zweifacher, vorzugsweise ein vierfacher, noch bevorzugter ein achtfacher, Durchmesser (D) des größten optischen Elements (411, 421) der Relayoptik (4) ist.

 

The invention relates to a device (1) for machining workpieces (2) that are difficult to access by means of an imaging beam path (3) and to a corresponding method (100) for laser machining by means of said device (1), said device comprising: - a relay optical unit (4) having an optical axis (OA) extending through the relay optical unit (4); - a focusing unit (5), which is arranged downstream of the relay optical unit in the optical axis (OA) in the propagation direction (A) of the imaging beam path (3) and which has a plurality of optical elements (51) for producing a third focal length (F3); and - a beam scanner (6), which is arranged upstream of the first relay optical group (41) in the propagation direction (A) of the imaging beam path (3) and which is provided both as an entrance pupil (EP) for the imaging beam path (3) entering the first relay optical group (41) and at least for deflecting (V1) the imaging beam path (3) relative to the optical axis (OA), wherein: - the first relay optical group (41) is designed to focus the imaging beam path (3) into an intermediate focus (31), which is located between the first and the second relay optical group (41, 42) separately from the first and second relay optical groups (41, 42), and the second relay optical group (42) is designed to image the intermediate focus (31) for exit from the relay optical unit (4), and the focusing unit (5) is designed to focus the imaging beam path (3) in a focus of the device (32) onto a focal plane (33) in order to machine the workpiece (2); - a distance (L) between the entrance pupil (EP) and an end of the device in the direction of the imaging beam path (AP) is greater than twice, preferably four times, more preferably eight times, the diameter (D) of the largest optical element (411, 421) of the relay optical unit (4).

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-586159.html