用于反射或透射扫描仪射束的扫描头设备和方法、具有扫描头设备的扫描设备和扫描仪技术

本发明专利技术提出的方案涉及一种扫描头设备(205)，用于反射或透射用于扫描仪的射束(210，215，275)。该扫描头设备(205)具有至少一个分束器装置(220)。该分束器装置(220)被形成且布置为用于完全反射该扫描仪的具有加工波长的加工光(210)，其中该分束器装置(220)被形成且布置为用于使观察光(215)从工件(225)透射穿过该分束器装置(220)。

Scanning head apparatus and method for reflecting or transmitting beam of scanner, scanning apparatus and scanner with scanning head apparatus

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于反射或透射扫描仪射束的扫描头设备和方法、具有扫描头设备的扫描设备和扫描仪
本专利技术涉及一种用于反射或透射扫描仪射束的扫描头设备、一种具有扫描头设备的扫描设备和一种具有扫描头设备的扫描仪，另外还涉及一种用于反射或透射扫描仪射束的方法以及一种对应的计算机程序产品。
技术介绍
在激光加工和材料加工的应用范围内，对准确度和通过速度的要求越来越高。借助于摄影机和相连的图像处理器进行可视过程控制形成了满足这两个要求的可能性。这种过程控制应能够检测到尽可能多的外部影响并且允许对应的应对措施。特别是在可以实现高加工速度的“2D扫描仪+物镜”的应用中，过程控制是非常有吸引力的。在此将摄影机额外地安置在扫描仪和物镜的组件之外。在激光束进入到扫描仪中之前，反射到(eingespiegelt)摄影机通道中。由此同时扫描了摄影机的视场。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于反射或透射扫描仪射束的扫描头设备、一种具有扫描头设备的扫描设备、另外还有一种具有扫描头设备的扫描仪以及一种用于反射或透射扫描仪射束的方法。有利的设计从相应的实施例和下文的说明书中得出。一种用于反射或透射扫描仪射束的扫描头设备具有至少一个分束器装置。该分束器装置被形成且布置为用于完全反射该扫描仪的具有加工波长的加工光，其中该分束器装置被形成且布置为用于使观察光从工件透射穿过该分束器装置。扫描仪可以为光学2D扫描仪。加工光可以为激光装置的激光束，该激光束由该激光装置产生并提供，以便加工工件。为此，激光装置有利地被形成且布置为用于反射在工件方向上入射的加工光。观察光在此可以从工件的区域出发或在工件的区域中在与工件或扫描仪的物镜相对布置的传感器装置的方向上透射穿过分束器装置。传感器装置可以为摄影机或包括摄影机。在此提出的扫描头设备使得可以在扫描仪中持续完全监测通过加工光对工件的加工，因为观察光可以完全透射穿过扫描头设备并且因此创造了穿过扫描头设备的直接或直线的观察通道，该观察通道布置于传感器装置与工件之间。该扫描头设备可以额外地具有反射镜装置，该反射镜装置被形成且布置为用于将由激光装置产生的具有加工波长的加工光反射到该分束器装置。因此，激光装置可以布置在扫描头设备旁边并且通过借助于反射镜装置和分束器装置两次反射加工光(例如以三角形的形状)而偏转向布置在扫描头设备下方的工件。这允许所述部件的可实现的布置。分束器装置的反射面在此可以布置为朝向工件。另外，有利的是，根据在此提出的方案的一个实施方式，扫描头设备的分束器装置被布置为可移动。因此，例如取决于工件的成像结果或加工结果来将分束器装置定向。扫描设备具有所提出的扫描头设备以及观察装置，该观察装置至少具有已经提及的传感器装置，该传感器装置被形成为用于读取透射穿过分束器装置的观察光。在此有利的是，根据在此描述的方案的一个实施方式，观察装置被布置为使得扫描头设备被布置在工件与观察装置之间。这允许从工件穿过扫描头设备的直线的观察通道。扫描设备的观察装置可以包括至少一个另外的反射镜装置，该另外的反射镜装置被形成为用于将经透射的观察光反射到传感器装置。观察装置可以附加地或替代地还包括至少一个另外的传感器装置，该另外的传感器装置被形成为用于读取从物镜透射穿过分束器装置的另外的观察光，其中尤其观察装置可以包括额外的反射镜装置，该额外的反射镜装置被形成为用于将该另外的观察光反射到该另外的传感器装置。为此，与该另外的传感器装置相关联的、用于观察物镜的观察波长例如可以处于IR中。以此方式，可以直接测量物镜中的温度变化。另外有利的是，测量设备具有照明装置，该照明装置被形成为用于以一定图案向工件上产生照明光。通过在工件上的图案，可以有利地容易地测量工件，尤其因此能够实现准确的3D测量。在此分束器装置和/或该另外的反射镜装置和/或该额外的反射镜装置被形成且布置为用于在工件的方向上透射照明光。扫描设备还可以包括物镜，尤其其中扫描头设备可以布置在观察装置与物镜之间。扫描设备还可以具有激光装置，以便能够产生和提供加工光。扫描仪、尤其2D扫描仪具有所提出的扫描头设备或扫描设备。在此提出的扫描仪可以用作已知扫描仪的替代品，其中所提出的扫描仪有利地通过扫描头设备或扫描设备来实现其已经阐释的优点。一种用于反射或透射扫描仪射束的方法具有至少以下步骤：向分束器装置提供具有加工波长的加工光，该分束器装置被形成且布置为用于将该加工光完全反射到工件上；以及从该工件向该分束器装置发出观察光，该分束器装置被形成为用于使该观察光透射穿过该分束器装置。这种方法可以在使用先前提出的扫描头设备或扫描设备的情况下实施。通过这样的方法还可以在技术上简单且成本低廉地实现已经描述的其优点。在该提供步骤中可以提供加工光，该加工光被形成为用于提供观察光。有利的还有一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以存储在机器可读载体(如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器)上并且当该程序产品在计算机或设备上实施时用于执行根据上述实施方式之一的方法。附图说明下面结合附图示例性地详细说明该方案。在附图中：图1示出激光加工头；图2示出具有根据一个实施例的扫描头设备的扫描设备，该扫描头设备用于反射或透射用于扫描仪的射束；图3根据一个实施例的扫描设备；以及图4示出根据一个实施例的方法的流程图，该方法用于反射或透射用于扫描仪的射束。具体实施方式在以下对该方案的有利的实施例的描述中，相同或相似的附图标记被用于在不同的附图中展示的和类似地起作用的元件，其中省略了对这些元件的重复描述。如果一个实施例在第一特征和第二特征之间包括连词“和/或”，则这应理解为，根据一个实施方式的该实施例具有第一特征和第二特征并且根据另一个实施方式的该实施例仅包括第一特征或仅包括第二特征。图1示出激光加工头100。激光加工头100还可以被称为激光和材料加工的1D应用或1D用途。激光加工头100形成为用于激光焊接和/或激光切割和/或用于执行消融。在此，由激光器105产生的激光束110通过聚焦光学器件115聚焦到待加工的面120上。在射束路径中的倾斜放置的分束器125现在允许进行过程监测。来自工件127的具有观察波长的光穿过聚焦光学器件115(在此为物镜)并且在某一位置通过分束器125偏转到观察光学器件130中。这允许应用结果的立即成像。在此处描述的激光加工头100中，分束器125被呈激光束110形式的加工光穿过。因为这些应用大多数情况下为高功率应用，所以分束器125升温，或者朝向分束器125的边缘形成温度梯度。这进而导致在穿透时射束特征的变化，即导致焦点偏移以及散光变化。也就是说，降低了过程稳定性。不同于与在此提出的方案相关地在图2中提出的扫描头设备，在此展示的应用仅预期或适合用于非常小的视场。在此处所示的激光加工头100中，分束器125属于呈聚焦装置115形式的物镜并且是刚性的。分束器125被用在穿透中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描头设备(205)，用于反射或透射用于扫描仪的射束(210，215，275)，其中该扫描头设备(205)至少包括以下特征：/n至少一个分束器装置(220)，该分束器装置被形成且布置为用于完全反射该扫描仪的具有加工波长的加工光(210)，其中该分束器装置(220)被形成且布置为用于使观察光(215)从工件(225)透射穿过该分束器装置(220)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170616 DE 102017210098.21.一种扫描头设备(205)，用于反射或透射用于扫描仪的射束(210，215，275)，其中该扫描头设备(205)至少包括以下特征：
至少一个分束器装置(220)，该分束器装置被形成且布置为用于完全反射该扫描仪的具有加工波长的加工光(210)，其中该分束器装置(220)被形成且布置为用于使观察光(215)从工件(225)透射穿过该分束器装置(220)。


2.根据权利要求1所述的扫描头设备(205)，该扫描头设备具有反射镜装置(230)，该反射镜装置被形成且布置为用于将由激光装置(235)产生的具有加工波长的加工光(210)反射到该分束器装置(220)。


3.根据权利要求1至2之一所述的扫描头设备(205)，其中至少该分束器装置(220)被布置为能够移动。


4.一种扫描设备(200)，该扫描设备具有根据权利要求1至3之一所述的扫描头设备(205)以及观察装置(240)，该观察装置具有至少一个传感器装置(245)，该传感器装置被形成为用于读取透射穿过该分束器装置(220)的观察光(247)。


5.根据权利要求4所述的扫描设备(200)，其中该观察装置(240)包括至少一个另外的反射镜装置(250)，该另外的反射镜装置被形成为用于将经透射的观察光(247)反射到该传感器装置(245)。


6.根据权利要求4至5之一所述的扫描设备(200)，其中该观察装置(240)包括至少一个另外的传感器装置(255)，该另外的传感器装置被形成为用于读取从物镜(260)透射穿过该分束器装置(220)的另外的观察光，尤其其中该观察装置(240)包括额外的反射镜装置(265)，该额外的反射镜装置被形成为用于将该另外的观察光反射到...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂姆·巴尔德希芬，
申请(专利权)人：业纳光学系统有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE