Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls unter Anwendung eines Temperaturausgleichs
Vorrichtung (10) zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls (30),wobei ein Bearbeitungsstrahl (18) über eine Bearbeitungsstrahloptik (16) auf ein Werkstück (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist,wobei die Vorrichtung (10) einen optische...
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| creator | Lessmüller, Eckhard Schmidt, Maximilian Truckenbrodt, Christian Göttlich, Andreas Werner, Konstantin |
| description | Vorrichtung (10) zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls (30),wobei ein Bearbeitungsstrahl (18) über eine Bearbeitungsstrahloptik (16) auf ein Werkstück (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist,wobei die Vorrichtung (10) einen optischen Kohärenztomographen (14) umfasst mit:- einer Lichtquelle (34) zum Erzeugen des Messstrahls (30),- einer Analyseeinrichtung (64) zum Analysieren eines vom Werkstück (W) reflektierten Teils des Messstrahls (30),- einer Messstrahloptik (32),- einem optischen Messarm, in dem der Messstrahl (30) von der Lichtquelle (34) ausgehend über die Messstrahloptik (32) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (16) auf das Werkstück (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (64) geführt wird, und- einem optischen Referenzarm, der zu Überwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (30) den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet und von einem Referenzstrahl durchlaufen wird,wobei der Referenzarm zumindest teilweise mit einer optischen Referenzarmfaser (42) und der Messarm zumindest teilweise mit einer optischen Messarmfaser (40) ausgebildet sind, in denen jeweils über eine Wegstrecke der Referenzstrahl bzw. der Messstrahl optisch geführt sind, undwobei dem Referenzarm oder/und dem Messarm eine einstellbare Längenausgleichsvorrichtung (52) zugeordnet ist, um die optisch wirksame Länge des Referenzarms oder/und des Messarms zu verändern,dadurch gekennzeichnet, dassa) der Messarmfaser (40) oder einem der Messarmfaser (40) nahen Umgebungsbereich und der Referenzarmfaser (42) oder einem der Referenzarmfaser (42) nahen Umgebungsbereich jeweils eine Temperaturmesseinrichtung (46, 76) zum Messen der aktuellen Temperatur der Messarmfaser (40) und der Referenzarmfaser (42) zugeordnet ist, oderb) der Messarmfaser (40) oder einem der Messarmfaser (40) nahen Umgebungsbereich eine Temperaturmesseinrichtung (76) zum Messen der aktuellen Temperatur der Messarmfaser (40) zugeordnet ist und die Temperatur der Referenzarmfaser (42) als konstant angenommen wird,wobei nach Maßgabe eines Temperaturunterschieds zwischen der Temperatur der Messarmfaser (40) und der Temperatur der Referenzarmfaser (42) die Längenausgleichsvorrichtung (52) des Referenzarms oder/und des Messarms ansteuerbar ist. |
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Truckenbrodt, Christian ; Göttlich, Andreas ; Werner, Konstantin</creator><creatorcontrib>Lessmüller, Eckhard ; Schmidt, Maximilian ; Truckenbrodt, Christian ; Göttlich, Andreas ; Werner, Konstantin</creatorcontrib><description>Vorrichtung (10) zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls (30),wobei ein Bearbeitungsstrahl (18) über eine Bearbeitungsstrahloptik (16) auf ein Werkstück (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist,wobei die Vorrichtung (10) einen optischen Kohärenztomographen (14) umfasst mit:- einer Lichtquelle (34) zum Erzeugen des Messstrahls (30),- einer Analyseeinrichtung (64) zum Analysieren eines vom Werkstück (W) reflektierten Teils des Messstrahls (30),- einer Messstrahloptik (32),- einem optischen Messarm, in dem der Messstrahl (30) von der Lichtquelle (34) ausgehend über die Messstrahloptik (32) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (16) auf das Werkstück (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (64) geführt wird, und- einem optischen Referenzarm, der zu Überwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (30) den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet und von einem Referenzstrahl durchlaufen wird,wobei der Referenzarm zumindest teilweise mit einer optischen Referenzarmfaser (42) und der Messarm zumindest teilweise mit einer optischen Messarmfaser (40) ausgebildet sind, in denen jeweils über eine Wegstrecke der Referenzstrahl bzw. der Messstrahl optisch geführt sind, undwobei dem Referenzarm oder/und dem Messarm eine einstellbare Längenausgleichsvorrichtung (52) zugeordnet ist, um die optisch wirksame Länge des Referenzarms oder/und des Messarms zu verändern,dadurch gekennzeichnet, dassa) der Messarmfaser (40) oder einem der Messarmfaser (40) nahen Umgebungsbereich und der Referenzarmfaser (42) oder einem der Referenzarmfaser (42) nahen Umgebungsbereich jeweils eine 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(34) ausgehend über die Messstrahloptik (32) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (16) auf das Werkstück (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (64) geführt wird, und- einem optischen Referenzarm, der zu Überwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (30) den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet und von einem Referenzstrahl durchlaufen wird,wobei der Referenzarm zumindest teilweise mit einer optischen Referenzarmfaser (42) und der Messarm zumindest teilweise mit einer optischen Messarmfaser (40) ausgebildet sind, in denen jeweils über eine Wegstrecke der Referenzstrahl bzw. der Messstrahl optisch geführt sind, undwobei dem Referenzarm oder/und dem Messarm eine einstellbare Längenausgleichsvorrichtung (52) zugeordnet ist, um die optisch wirksame Länge des Referenzarms oder/und des Messarms zu verändern,dadurch gekennzeichnet, dassa) der Messarmfaser (40) 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(18) über eine Bearbeitungsstrahloptik (16) auf ein Werkstück (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist,wobei die Vorrichtung (10) einen optischen Kohärenztomographen (14) umfasst mit:- einer Lichtquelle (34) zum Erzeugen des Messstrahls (30),- einer Analyseeinrichtung (64) zum Analysieren eines vom Werkstück (W) reflektierten Teils des Messstrahls (30),- einer Messstrahloptik (32),- einem optischen Messarm, in dem der Messstrahl (30) von der Lichtquelle (34) ausgehend über die Messstrahloptik (32) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (16) auf das Werkstück (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (64) geführt wird, und- einem optischen Referenzarm, der zu Überwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (30) den Messarm zumindest in seiner optischen Weglänge nachbildet und von einem Referenzstrahl durchlaufen wird,wobei der Referenzarm zumindest teilweise mit einer optischen 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