Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von einem Werkstück, ein Ausrichtverfahren mit einer solchen Vorrichtung zum Beschichten von einem Werkstück, ein Computerprogramm mit einem solchen Ausrichtverfahren, sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem solchen Computerprogramm.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von einem Werkstück, und ein Ausrichtverfahren mit einer solchen Vorrichtung zum Beschichten von einem Werkstück, sowie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen eines solchen Ausrichtverfahrens.

Additive Fertigungsverfahren werden zunehmend interessant für die Großserienfertigung. Ziel additiver Beschichtungsverfahren ist meist, einen Grundkörper mit einer Beschichtung auszustatten, welche für die jeweilige Anwendung besser geeignet ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, einen Grundkörper einzusetzen, welcher aus einem mechanisch und/oder thermisch geeigneteren Material gebildet ist und/oder kostengünstiger herstellbar ist. Bekannt ist dies beispielsweise im Bereich von Bremsscheiben, Zylinderläufen in Motorblöcken und Kolben für Außenanwendungen.

Unter den additiven Fertigungsverfahren sind die lokalen, also an dem Bearbeitungspunkt zeitgerecht Beschichtungsmaterial zustellenden, Beschichtungsverfahren und darunter das Laserspritzen und das Laserauftragschweißen, beispielsweise das Extremhochgeschwindigkeits- Laserauftragschweißen [EHLA] wie es beispielsweise aus der

DE 10 2011 100 456 A1 bekannt ist, in vielerlei Hinsicht vorteilhaft. Dabei kann innerhalb einer sehr kurzen Prozessdauer, unter geringem Energieaufwand, effizientem Einsatz von Pulvermaterial und einer hohen Anbindungsgüte eine meist dünne Schicht auf der Oberfläche eines Grundkörpers aufgetragen werden, womit wiederum je nach Anwendung Material einsparbar ist. Einher geht damit aber auch, dass die aufzubringenden Schweißbahnen mit einer hohen Präzision aufzubringen sind. Diese Präzision ist in derzeit bekannten Fertigungsverfahren zu einem hohen Grad von den Fertigkeiten des Werkers an der Fertigungsmaschine abhängig, wobei beispielsweise Test-Spuren geschweißt werden und von Hand nachjustiert wird.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von einem Werkstück, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- eine Lasereinrichtung zum Generieren eines Laserstrahls mit einem Laser-Fokus;

- eine Pulverdüse; und

- eine Zustellaktorik zum Zustellen der Lasereinrichtung und der Pulverdüse; wobei die Lasereinrichtung dazu eingerichtet ist, über die Pulverdüse zugeführtes Pulver-Material für ein Beschichten einer Oberfläche eines Werkstücks und/oder diese Oberfläche thermisch zu behandeln.

Die Vorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin aufweist:

- eine Messvorrichtung zum Erfassen von Koordinaten eines Punkts auf einer zu beschichtenden Oberfläche; und

- zumindest eine Justiereinrichtung zum relativen Justieren des Laser-Fokus und der Pulverdüse zueinander.

In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss. Die Vorrichtung zum Beschichten ist eine Laser-Spritzmaschine, zum thermischen Beschichten, oder eine Laser-Schweiß-Maschine, beispielsweise zum Auftragschweißen, bevorzugt für das oben genannte Extremhochgeschwindigkeits- Laserauftragschweißen [EHLA], Das Beschichten, beispielsweise zur Oberflächenveredelung, wird mit einem Material realisiert, welches Pulver-förmig über die Pulverdüse bereitgestellt wird. Das Pulver-Material wird mittels der Lasereinrichtung angeschmolzen, aufgeschmolzen und/oder in ein mittels der Lasereinrichtung gebildeten Schmelzbad in der zu beschichtenden Oberfläche eingebracht und so mit der zu beschichtenden Oberfläche auf atomarer Ebene verbunden.

Die Lasereinrichtung wird gespeist aus und/oder umfasst eine oder mehrere Laserquellen. Der Laserstrahl oder die mehreren Laserstrahlen der Lasereinrichtung werden auf einen Laser-Fokus gebündelt, wobei bevorzugt einzig in diesem Bereich die Energiedichte (Intensität) für den erwünschten (maximalen) thermischen Eintrag vorliegt. Der Laser-Fokus weist eine räumliche Ausdehnung auf, beispielsweise mit einem (in einer Ebene parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche) Durchmesser von 1 mm [einem Millimeter] bis 12 mm, beispielsweise von 1 ,2 mm bis 8 mm, besonders bevorzugt von 3 mm bis 4 mm. Es sei darauf hingewiesen, dass die Fläche abhängig von der Leistung des eingesetzten Laserstrahls ist und mit zunehmender Leistung für eine angestrebte Energiedichte an der zu beschichtenden Oberfläche einen zunehmenden Durchmesser aufweisen sollte. In einer Ausführungsform des mit der Vorrichtung zum Beschichten ausführbaren Auftragsverfahrens ist der Schnittpunkt beziehungsweise die Schnittfläche zwischen dem Laser-Fokus der Lasereinrichtung und der zu beschichtenden Oberfläche außerhalb des Bereichs der höchsten Intensität des Laserstrahls gebildet. Dieser Schnittpunkt beziehungsweise diese Schnittfläche ist für ein Aufschmelzen und für einen Einbrand in der Oberfläche wirksam. Dennoch wird vereinfacht diese Schnittmenge zwischen dem Laserstrahl und der zu beschichtenden Oberfläche hier als Laser-Fokus bezeichnet.

Es sei darauf hingewiesen, dass das die zu beschichtende Oberfläche in einer Ausführungsform des Ausrichtverfahrens, wie es nachfolgend detaillierter erläutert wird, eine Opfer-Oberfläche ist, welche in einer Ausführungsform auf dem Werkstück mit der nachfolgend zu beschichtenden Oberfläche angeordnet ist, beispielsweise innerhalb der zu beschichtenden Oberfläche. Eine solche Opfer-Oberfläche wird hier vereinfacht als zu beschichtende Oberfläche bezeichnet. Bevorzugt wird die zu beschichtende Oberfläche nicht beeinträchtigt, sondern allein die optischen Eigenschaften verändert, beispielsweise (infolge einer Einebnung einer Rauigkeit) der Reflexionsgrad erhöht oder ein vorbestimmtes Reflexionsbild (beispielsweise eine Tropfenform oder Pfützenform infolge eines punktuellen Aufschmelzens der Oberfläche) erzeugt. In einer anderen Ausführungsform ist die Opfer-Oberfläche eine Oberfläche eines Opfer-Werkstücks, welches beispielsweise einzig die Aufgabe hat, als Referenz für das Ausrichtverfahren zu dienen. Dafür eignet sich beispielsweise ein eloxiertes Aluminiumstück, bei welchem die eloxierte Oberfläche mittels des Energieeintrags des Laserstrahls farblich verändert wird, indem die eloxierte Schicht entfernt und das Vollmaterial freigelegt wird.

Die Pulverdüse weist einen (beispielsweise lateralen) oder mehrere Auslässe und/oder einen Ringspaltauslass auf, wobei das Pulver-Material mittels eines Gasstroms (beispielsweise Luft oder ein inertes Trägergas) transportiert wird. Das Pulver-Material wird somit als Pulverstrom mittels der Form des zumindest einen Auslasses und der Geschwindigkeit des Gasstroms entlang einer Pulver-Trajektorie befördert. Bei einer komplexeren Pulverdüse beziehungsweise einem komplexeren Gasstrahl muss von einem Pulver-Fokus gesprochen werden. Der Pulver-Fokus ist beispielsweise in einer zu dem Laserstrahl koaxialen Ausführung durch eine kegelförmige Anordnung der Mehrzahl von Düsenkanälen (Pulverring als gedachte Ringlinie durch eine Mehrzahl von Punkten) beziehungsweise durch eine Ringdüse (um laufender Pulverring) definiert. Infolge des kegelförmigen Aufbaus verjüngt sich der koaxiale Pulverring konzentrisch zu einem Pulver-Fokus. Nach Durchtreten des Pulver-Fokus divergiert der Pulvergasstrahl entlang der Propagationsrichtung (des Laserstrahls). Der Pulver-Fokus ist in einer Ausführungsform relativ zu dem Laser- Fokus auszurichten.

Die Zustellaktorik ist zum Zustellen von der Lasereinrichtung (beziehungsweise dessen Laser-Fokus) und der Pulverdüse (beziehungsweise deren Pulver-Fokus) relativ zu dem Werkstück beziehungsweise dessen zu beschichtender Oberfläche eingerichtet. Die Zustellaktorik umfasst zumindest einen Aktor, bevorzugt eine Mehrzahl von Aktoren, zum translatorischen und/oder rotatorischen Bewegen der Lasereinrichtung und der Pulverdüse und/oder des Werkstücks. Beispielsweise bei einer Bremsscheibe als Werkstück wird von der Zustellaktorik die Bremsscheibe um ihre Rotationsachse (in einem Werkzeugfutter) rotiert und die Lasereinrichtung und die Pulverdüse radial geführt, sodass sich eine (zumindest angenäherte) Spiralform der Auftragsspur ergibt. Zusätzlich ist oftmals eine zu der Oberfläche des Werkstücks normal ausgerichtete Bewegungsachse vorgesehen, wobei diese für unterschiedlich große Werkstücke vorgesehen ist und/oder für eine Möglichkeit, das Werkstück in das Werkzeugfutter der Vorrichtung zum Beschichten kollisionsfrei einzuspannen und/oder um die Lasereinrichtung und die Pulverdüse bequem warten beziehungsweise austauschen zu können. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zustellaktorik (pro Raumachse) einzig ausreichend präzise für den Beschichtungsvorgang bewegbar, beispielsweise im Bereich von wenigen Millimetern, bevorzugt von 0,1 mm [einem zehntel Millimeter] bis 1 mm.

Die Messvorrichtung ist (beispielsweise taktil oder optisch) zum Erfassen eines Punkts auf der zu beschichtenden Oberfläche und seiner relativen Lage zu dem Maschinen-Koordinatensystem eingerichtet. Ein solcher Punkt ist in einer Ausführungsform beliebig gestaltet. In einer Ausführungsform ist ein solcher Punkt klar definiert und zuverlässig maschinell erkennbar aufgrund seiner Form (beispielsweise einer charakteristischen Erhebung beziehungsweise Vertiefung) und/oder seines Aussehens (beispielsweise der Farbe, der Reflexionsgrad und anderes). In einer Ausführungsform ist ein solcher zuverlässig maschinell erkennbarer Punkt ein Einbrand, welcher von der Lasereinrichtung mittels seines thermischen Eintrags in der zu beschichtenden Oberfläche einbringbar ist. Die Messvorrichtung beziehungsweise deren Messergebnis ist bevorzugt hinsichtlich der erfassten Koordinaten relativ zu dem Maschinen-Koordinatensystem präziser als die Zustellpräzision der Zustellaktorik. Die Messvorrichtung ist beispielsweise zum Erfassen von (relativen) Koordinaten im Bereich unterhalb von einem zehntel Millimeter, beispielsweise von 0,01 pm [einhundertstel Mikrometer] bis 10 pm, bevorzugt 0,05 pm bis maximal 5 pm. In einer Ausführungsform umfasst die Messvorrichtung eine Mehrzahl von Messeinheiten, welche auf Basis unterschiedlicher Messverfahren, zum Erfassen von unterschiedlichen Dingen und/oder zum Erfassen aus ergänzenden oder redundanten Blickwinkeln eingerichtet sind. Beispielsweise ist eine oder eine Mehrzahl von Messeinheiten zum Erfassen eines Aussehens des Einbrands, eine Messeinheit zum Erfassen der Tiefe des Einbrands und eine Messeinheit zum Feststellen von den Koordinaten des Einbrands vorgesehen. Beispielsweise ist eine oder eine Mehrzahl von Messeinheiten zum Erfassen des Laser-Fokus und/oder der Ausrichtung der Laser-Fokussierlinse, sowie gegebenenfalls des Pulver-Fokus vorgesehen.

Die hier vorgeschlagene Vorrichtung zum Beschichten beziehungsweise deren Pulverdüse und Lasereinrichtung sind in einer Ausführungsform mittels der Justiereinrichtung von Hand zueinander ausrichtbar, also justierbar. Mittels dieser Justiereinrichtung ist im Bereich der (beispielsweise halbierten, also toleranzverdoppelnden) Präzision der Messvorrichtung die relative Ausrichtung der Pulverdüse (beziehungsweise des Pulver-Fokus) zu dem Laser-Fokus einstellbar, und zwar bevorzugt einzig in der Ebene parallel zu der zu beschichtenden Oberfläche. Alternativ ist zusätzlich auch eine relative Lage entlang der Normale zu der zu beschichtenden Oberfläche und/oder eine relative Rotation mittels der Justiereinrichtung ausrichtbar.

Es sei darauf hingewiesen, dass zwar bevorzugt die Pulverdüse zum Justieren von der Justiereinrichtung bewegt wird; alternativ oder zusätzlich ist die Lasereinrichtung und/oder der Laser-Fokus (beispielsweise mittels Ausrichten einer Laser- Fokussierlinse) mittels der Justiereinrichtung justierbar.

Die hier vorgeschlagene Vorrichtung zum Beschichten ist in einem zumindest maschinen-unterstützten Prozess justierbar, wobei beliebig oft, beispielsweise bei jedem Werkstück oder einmal in einem Wartungszyklus, das Ausrichtverfahren ausführbar ist. Damit ist die Vorrichtung zum Beschichten für eine Großserienfertigung nutzbar und zugleich eine hohe Präzision und sichere Qualität der Fertigung sicherstellbar.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung vorgeschlagen, dass die Justiereinrichtung zum relativen Justieren des Laser-Fokus und der Pulverdüse zueinander rein aktorisch von einer Steuereinrichtung bewegbar ist. Die Justiereinrichtung weist in dieser Ausführungsform einen oder eine Mehrzahl von Aktoren auf, beispielsweise für jeweils eine Raumachse und für eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung. In einer Ausführungsform umfasst die Justiereinrichtung zumindest ein Piezo-Element und das Piezo-Element ist mit einem eventuell vorgesehenen Aktor der Zustellaktorik in der entsprechenden Raumachse in Reihe geschaltet. Mittels eines solchen Piezo-Elements sind sehr feine Hübe möglich und damit ein sehr präzises Justieren. In einer Ausführungsform ist die Justiereinrichtung von einem elektrischen oder magnetischen Antrieb gebildet, wobei je nach erforderlicher Präzision und/oder Kosten die Justiereinrichtung in dem entsprechenden Antrieb der Zustellaktorik integral ausgebildet ist. Die Justiereinrichtung ist dann bevorzugt einzig auf Softwareebene separat gebildet, wobei bevorzugt eine Koordinatentransformation ausgeführt wird. Die justierte Lage ist damit die neue Null-Lage, auf welche eine Steuerung zugreift. In einer Ausführungsform ist zusätzlich ein Justieren von Hand möglich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aktorik der Justiereinrichtung hinreichend präzise ansteuerbar, sodass ein Nachstellen von Hand nicht notwendig ist. Ein Nachstellen von Hand ist dann beispielsweise für einen beschränkten Hubweg vorteilhaft, sodass ein grobes Vorjustieren von Hand und dann ein präzises Justieren innerhalb des verfügbaren Hubwegs ausgeführt wird. Bevorzugt wird das Vorjustieren von der Zustellaktorik übernommen, wobei dann besonders bevorzugt die Koordinaten in der Steuereinrichtung entsprechend verändert werden, also ein (beispielsweise digitales) Resetting ausgeführt wird.

Die hier vorgeschlagene Vorrichtung zum Beschichten ist in einem automatisierten Prozess justierbar, wobei beliebig oft, beispielsweise bei jedem Werkstück oder einmal in einem Wartungszyklus, das Ausrichtverfahren ohne Handanlegen durch einen Werker ausführbar ist. Damit ist die Vorrichtung zum Beschichten für eine Großserienfertigung in eine hoch-automatisierten Fertigungsstrecke einbindbar und zugleich (bevorzugt rein maschinell) eine hohe Präzision und sichere Qualität der Fertigung sicherstellbar.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Ausrichtverfahren zum Beschichten von einem Werkstück vorgeschlagen, wobei das Ausrichtverfahren mit einer Vorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt wird und weiterhin eine Steuereinrichtung für die Vorrichtung vorgesehen ist, wobei das Ausrichtverfahren von der Steuereinrichtung ausgeführt wird und zumindest die folgenden Schritte umfasst: a. mittels der Zustellaktorik, mit der Lasereinrichtung Anfahren eines vorbestimmten Punkts auf einer Opfer-Oberfläche und dort verbleiben; b. mittels der Zustellaktorik, mit der Pulverdüse Anfahren des vorbestimmten Punkts auf der Opfer-Oberfläche; c. nach Schritt a. mittels der Lasereinrichtung, Ermitteln der relativen Lage von dem Laser-Fokus zu dem Punkt auf der Opfer-Oberfläche; d. nach Schritt b. und c. Anzeigen der in Schritt c. ermittelten relativen Lage des Laser-Fokus, sodass mittels der Justiereinrichtung, die Pulverdüse relativ zu der angezeigten relativen Lage des Laser-Fokus und damit relativ zu dem Laser-Fokus justierbar ist.

Das hier vorgeschlagene Ausrichtverfahren ist auf der Vorrichtung zum Beschichten in einer Ausführungsform, wie sie oben beschrieben ist, ausführbar. Es sei darauf hingewiesen, dass das Ausrichtverfahren nicht das Ausführen des Beschichtens der Oberfläche auf einer zu beschichtenden Oberfläche umfasst. Vielmehr wird das Beschichten der Oberfläche dem Ausrichtverfahren (bevorzugt unmittelbar) nachfolgend ausgeführt.

Die Steuereinrichtung ist Teil der Vorrichtung zum Beschichten (beispielsweise eine dortige Steuereinheit) oder eine externe Einheit, welche mit der Vorrichtung zum Beschichten (beziehungsweise der dortigen Steuereinheit) kommunizierend verbunden ist.

Das Ausrichtverfahren beginnt mit Schritt a., wobei von der Lasereinrichtung mittels der Zustellaktorik ein vorbestimmter Punkt angefahren wird. Dieser Punkt ist auf einem Werkstück, das die zu beschichtende Oberfläche umfasst und beispielsweise innerhalb dieser zu beschichtenden Oberfläche, oder auf einem Opfer-Werkstück, welches nicht einem Fertigungsergebnis eines (nachfolgenden) Beschichtungsverfahrens zugeführt wird. Der vorbestimmte Punkt liegt bevorzugt außerhalb der zu beschichtenden Oberfläche. Die Opfer-Oberfläche ist somit eine von der zu beschichtenden Oberfläche separate Oberfläche. Alternativ ist in Kauf genommen, dass in diesem vorbestimmten Punkt infolge des Einbrands eine Oberflächeneigenschaft verändert, beispielsweise beeinträchtigt ist oder sogar, dass an dieser Stelle keine Beschichtung mehr aufbringbar ist.

Die Lasereinrichtung ist nun (zumindest nach der aktuellen Justage) an dem vorbestimmten Punkt positioniert und verbleibt dort. Im anschließenden Schritt c. wird an dem vorbestimmten Punkt mittels der Lasereinrichtung mittels Erzeugen eines Einbrands in der Opfer-Oberfläche und/oder mittels einer Kaustik-Messung die tatsächliche relative Lage des Laser-Fokus zu dem Grundkörper erfasst, während von der Lasereinrichtung der vorbestimmte Punkt angefahren ist. Vorwegnehmend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der tatsächlich erfasste Laser-Fokus (mittels Kaustik-Messung und/oder Einbrand bestimmt) und der vorbestimmte Punkt auseinanderfallen können, wenn eine aktuelle Justage der Lasereinrichtung relativ zu dem Maschinen-Koordinatensystem (der Steuereinrichtung) auseinanderfallen. Dazu folgt unten eine eingehendere Erläuterung beziehungsweise werden verschiedene Lösungsansätze genannt. Der vorbestimmte Punkt ist also zumindest gemäß dem Maschinen-Koordinatensystem angefahren.

Parallel zu, vor oder nach Schritt a. wird in Schritt b. die Pulverdüse zu dem vorbestimmten Punkt, welcher von der Lasereinrichtung anzufahren oder angefahrenen ist, ausgerichtet. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Lasereinrichtung und die Pulverdüse stets gemeinsam mittels der Zustellaktorik bewegt, bevorzugt ohne die Möglichkeit einer Relativbewegung mittels der Zustellaktorik. Eine solche Relativbewegung ist dann einzig mittels der Justiereinrichtung möglich. In einer dazu alternativen Ausführungsform ist der Einbrand gemäß Schritt c. auch vor dem Ausführen von Schritt b. möglich.

Im abschließenden Schritt d. wird der in der Opfer-Oberfläche gebildete Einbrand beziehungsweise die relative Lage des Laser-Fokus über die Kaustik-Messung mittels der Messvorrichtung erfasst und dessen Koordinaten in der Steuereinrichtung aufgenommen. Währenddessen verbleibt die Lasereinrichtung an dem in Schritt a. angefahrenen Punkt. In einer Ausführungsform wird die Pulverdüse auf Basis von (ausreichend) exakt bekannten Maschinen-internen Koordinaten-Daten zu diesem erfassten Laser-Fokus ausgerichtet. Dies ist vorteilhaft, wenn der Laser-Fokus die Basis für das Maschinen-Koordinatensystem bildet (vergleiche unten). In einer anderen Ausführungsform wird die Pulverdüse (bevorzugt ohne Schweiß-Betrieb) gestartet, also ein Pulverstrom ausgefördert und die Lage der Pulverdüse (beziehungsweise des Pulver-Fokus) mittels der Messvorrichtung erfasst und dessen Koordinaten in der Steuereinrichtung aufgenommen. Dann wird die Pulverdüse (beziehungsweise deren Pulver-Fokus) relativ zu dem Laser-Fokus mittels der Justiereinrichtung justiert, also die Pulverdüse relativ zu dem Laser-Fokus ausgerichtet. Für eine besonders einfache Ausführungsform des Ausrichtverfahrens ist eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Beschichten besonders vorteilhaft, bei welcher die Pulverdüse und die Lasereinrichtung einzig mittels einer gemeinsamen Zustellaktorik relativ zu der Opfer-Oberfläche bewegbar sind. Die Justiereinrichtung ist dann bezogen auf die Lasereinrichtung und die Pulverdüse zu der Zustellaktorik in Reihe geschaltet beziehungsweise mit einer von der zumindest einen Zustellrichtung der Zustellaktorik abweichenden Raumachse als Justierrichtung ausgeführt.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Ausrichtverfahrens vorgeschlagen, dass in einem Schritt e. nach Schritt c. und vor Schritt d. der Laser- Fokus justiert wird, indem in einem Unterschritt e.1 zum Feststellen einer Abweichung mittels der Messvorrichtung die Koordinaten des vorbestimmten Punkts mit den Koordinaten der in Schritt c. ermittelten relativen Lage, und bevorzugt in Schritt d. angezeigten relativen Lage, des Laser-Fokus verglichen werden, und indem in einem Unterschritt e.2 gemäß der in Unterschritt e.1 festgestellten Abweichung mittels der Zustellaktorik und/oder mittels der Justiereinrichtung der Laser-Fokus relativ zu einem festen Maschinen-Koordinatensystem der Vorrichtung justiert wird.

Bei dieser Ausführungsform ist berücksichtigt, dass auch zwischen dem vorbestimmten Punkt und dem erfassten Laser-Fokus (beispielsweise Einbrand oder das Ergebnis der Kaustik-Messung) aufgrund einer (fehlerhaften) aktuellen Justage des Laser-Fokus zu dem Maschinen-Koordinatensystem eine Abweichung vorliegen kann. In dem Schritt e. wird dies in dem Unterschritt e.2 ausgeglichen, wobei dies analog zu der obigen Beschreibung in Bezug auf die Pulverdüse beziehungsweise den Pulver-Fokus ausgeführt wird. Bevorzugt wird ausschließlich ein einziger Einbrand gebildet oder eine einzige Kaustik-Messung durchgeführt, indem auf das Messergebnis in Unterschritt e.1 der Laser-Fokus mittels der Zustellaktorik und/oder der Justiereinrichtung zu dem Maschinen-Koordinatensystem ausgerichtet wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zumindest ein zweiter Einbrand erzeugt beziehungsweise eine zweite Kaustik-Messung durchgeführt, nachdem das Justieren des Laser-Fokus stattgefunden hat, wobei besonders bevorzugt (gegebenenfalls zuvor) mittels der Zustellaktorik die Zustellung entsprechend korrigiert worden ist. In letzterem Falle überlagern sich der (noch nicht justierte) erste und der zumindest eine (justierte) zweite erfasste Laser-Fokus (also Einbrand oder das Ergebnis der Kaustik-Messung). Die gegebenenfalls vorhandene Justiereinheit für den Laser- Fokus und die Justiereinheit für die Pulverdüse (beziehungsweise den Pulver-Fokus) zueinander parallel oder in Reihe geschaltet, beispielsweise physisch unmittelbar aufeinander wirkend oder weit voneinander beabstandet. Beispielsweise ist die Justiereinheit für den Laser-Fokus zu der Zustellaktorik Maschinenbett-seitig angeordnet, also vorgeschaltet, oder dazu parallel geschaltet.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Ausrichtverfahrens vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zum Beschichten weiterhin umfasst:

- eine Speichereinheit zum Speichern von erfassten Koordinaten relativ zu Aktorik- Koordinaten; und

- zumindest einen Prozessor zum Ausführen von Speicher-Operationen und Berechnungen mit auf der Speichereinheit gespeicherten Koordinaten, wobei in einem Schritt e. nach Schritt c. der Laser-Fokus justiert wird, indem in einem Unterschritt e.1 zum Feststellen einer Abweichung mittels der Messvorrichtung die Koordinaten des vorbestimmten Punkts mit den Koordinaten der in Schritt c. ermittelten relativen Lage, und bevorzugt in Schritt d. angezeigten relativen Lage, des Laser-Fokus verglichen werden, und indem in einem Unterschritt e.3 gemäß der in Unterschritt e.1 festgestellten Abweichung in der Speichereinheit die zu dem vorbestimmten Punkt gespeicherten Koordinaten verändert werden.

Die Speichereinheit und der Prozessor sind bevorzugt Komponenten der Vorrichtung zum Beschichten, wie sie vorhergehend beschrieben ist. In einer Ausführungsform sind die Speichereinheit und/oder der Prozessor Komponenten der Steuereinrichtung. Die Speichereinheit und/oder der Prozessor sind beispielsweise konventionelle Komponenten. Die Aktorik-Koordinaten sind die Koordinaten, welche zum Zustellen (und gegebenenfalls für ein grobes Ausrichten) also zum Ansteuern der Zustellaktorik genutzt werden. Diese sind zu dem Maschinen-Koordinatensystem referenziert, unterliegen aber Toleranzen und betriebsbedingt veränderlichen Abweichungen und müssen daher überprüft werden.

Mit Bezug auf das Ergebnis in der zuvor genannten Ausführungsform zum Justieren des Laser-Fokus und den Unterschritt e.1 ist ohne Ausschluss der Allgemeinheit identisch, sodass insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. In Schritt e.3 wird aber abweichend davon der Einbrand als statische Referenz genommen und das Maschinen-Koordinatensystem danach neu justiert. In einer Ausführungsform wird sowohl der Unterschritt e.2 als auch der Unterschritt e.3 ausgeführt, beispielsweise in der Präzision gestaffelt, wobei bevorzugt im Rahmen der Präzision der Zustellaktorik der Laser-Fokus entsprechend der in Unterschritt e.1 erfassten Abweichung neu ausgerichtet wird und anschließend mittels der Anpassung des Maschinen-Koordinatensystems justiert wird.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Ausrichtverfahrens vorgeschlagen, dass in Schritt c. ein Einbrand in der Opfer-Oberfläche erzeugt wird und in Schritt d. der Einbrand als Anzeige der relativen Lage des Laser-Fokus sichtbar ist.

Bei dieser Ausführungsform ist auf besonders einfache Weise die relative Lage des Laser-Fokus bestimmbar, indem in der Opfer-Oberfläche ein Einbrand erzeugt wird (vergleiche dazu auch obige Erläuterungen). Bevorzugt wird der Einbrand außerhalb einer zu beschichtenden Oberfläche erzeugt. Alternativ oder zusätzlich ist ein Einbrand ein Bestandteil einer Markierung, beispielsweise Beschriftung der Opfer- Oberfläche. Es sei darauf hingewiesen, dass die Opfer-Oberfläche zwar bevorzugt in der Ebene der zu beschichtenden Oberfläche angeordnet ist, beispielsweise Teil einer zusammenhängenden Oberfläche des Grundkörpers, bevorzugt in einem Randbereich. Allerdings ist auch eine Opfer-Oberfläche nutzbar, welche zu der zu beschichtenden Oberfläche abgewinkelt ausgerichtet ist. Der Einbrand ist in einer Ausführungsform für das menschliche Auge ohne Weiteres eindeutig zu erkennen. In einer anderen Ausführungsform ist der Einbrand ausschließlich mittels einer Messvorrichtung (überhaupt oder zuverlässig) auslesbar. In einer Ausführungsform entspricht die Form des Einbrands der Form des Laserstrahls in dieser Schnittfläche des Auftreffens auf der Opfer-Oberfläche. Die Form des Einbrands ist abhängig von der Energieverteilung, welche wiederum abhängig ist von der eingesetzten Laserquelle und/oder Laseroptik, sowie der eingesetzten Energiemenge zum Erzeugen des Einbrands.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Ausrichtverfahrens vorgeschlagen, dass in Schritt c. zum Ermitteln der relativen Lage von dem Laser- Fokus eine Kaustik-Messung durchgeführt wird, wobei bevorzugt in Schritt d. die relative Lage des Laser-Fokus mittels einer optischen Projektion auf der Opfer-Oberfläche sichtbar ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die relative Lage des Laser-Fokus besonders präzise bestimmbar, wobei zugleich in der Opfer-Oberfläche kein Einbrand erzeugt wird (vergleiche dazu auch obige Erläuterungen).

In einer Ausführungsform wird zusätzlich oder alternativ zu der Kaustik-Messung mittels eines Lasers, bevorzugt eines sogenannten Pointer-Laser(strahl)s (mit sichtbarer Wellenlänge und geringer Intensität) auf der Opfer-Oberfläche ein Reflexionsbild (Spiegelung) erzeugt, welches für ein menschliches Auge ohne Weiteres eindeutig erkennbar ist, und zwar bevorzugt auch dann noch sichtbar bleibt, wenn mittels Pulverstrom der Pulver-Fokus erzeugt und seine relative Lage zu dem angezeigten Reflexionsbild ausgerichtet werden soll (Justieren). Der Pointer-Laser wird bevorzugt in zumindest eine Faser der Leitung des (Leistungs-) Lasers für den (Leistungs-) Laserstrahl der Lasereinrichtung eingekoppelt und durchläuft so die gleiche Optik. Die optische Anzeige ist damit ausreichend zuverlässig.

In einer anderen Ausführungsform ist das Reflexionsbild ausschließlich mittels einer Messvorrichtung (überhaupt oder zuverlässig) auslesbar. In einer Ausführungsform entspricht die Form des Reflexionsbilds der Form des Laserstrahls in dieser Schnittfläche des Auftreffens auf der Opfer-Oberfläche. Die Form des Laserstrahls ist abhängig von der Energieverteilung, welche wiederum abhängig ist von der eingesetzten Laserquelle und/oder Laseroptik, sowie der eingesetzten Energiemenge zum Erzeugen des Reflexionsbilds.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Ausrichtverfahrens vorgeschlagen, dass wobei mittels der Messvorrichtung in einem Schritt f. ein Durchmesser des Einbrands in der Opfer-Oberfläche erfasst wird, wobei abhängig von dem in Schritt f. erfassten Durchmesser des Einbrands in einem Schritt g. mittels der Zustellaktorik und/oder der Justiereinrichtung ein Abstand zwischen der Lasereinrichtung und der Opfer-Oberfläche eingestellt wird.

Bei diesem ergänzenden Schritt f., welcher auch unabhängig von den anderen Verfahrensschritten, aber bevorzugt nach Schritt a., besonders bevorzugt zusammen mit Schritt c. ausgeführt wird, wird in Schritt g. eine relative Höhe von dem Laser- Fokus zu der Opfer-Oberfläche eingestellt. Dabei wird ausgenutzt, dass sich aufgrund eines in bekannter Weise veränderlichen Durchmesser in der Ebene parallel zu der Opfer-Oberfläche ein unterschiedlicher Durchmesser eines Einbrands ergibt, wenn der Abstand zwischen dem Laser-Fokus und der Opfer-Oberfläche in der Normalrichtung (zu der Opfer-Oberfläche) sich verändert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Abstand von einem in der Toleranzannahme weitesten Abstand ausgehend justiert und der Einbrand beziehungsweise das Erzeugen eines Reflexionsbilds kontinuierlich oder schrittweise wiederholt bis zu einer Sollgröße geführt. In einer anderen Ausführungsform werden eine Mehrzahl von vorbestimmten Punkten angefahren, bis ein Einbrand beziehungsweise ein Reflexionsbild mit einem Durchmesser innerhalb der Toleranz erreicht ist. In noch einer alternativen Ausführungsform wird der Einbrand beziehungsweise ein Reflexionsbild an der gleichen Stelle erzeugt, wobei aufgrund einer eindeutigen Veränderung des Durchmessers (des Einbrands oder des Reflexionsbilds) der neue (gegebenenfalls kleinere) Durchmesser erfassbar ist. In einer Kombination mit dem Justieren des Laser-Fokus wird zugleich der Abstand justiert, wobei dann an einem neu (beziehungsweise präziser) angefahrenen Punkt ein erneuter Einbrand oder ein erneutes Reflexionsbild mit einem entsprechend einer Abweichung geänderten Abstand und also neuen Durchmesser in der Opfer- Oberfläche erzeugt wird.

Die Justiereinheit zum Justieren der Höhe des Laser-Fokus ist beispielsweise eine separate Einheit und/oder bei der Laser-Fokussierlinse angeordnet.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, umfassend einen Computerprogrammcode, wobei der Computerprogrammcode auf zumindest einem Computer derart ausführbar ist, dass der zumindest eine Computer dazu veranlasst ist, das Ausrichtverfahren nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung auszuführen, wobei zumindest eine Einheit des Computers:

- in der Vorrichtung zum Beschichten angeordnet ist;

- zur Kommunikation mit einem Edge-Device, auf welchem bevorzugt zumindest ein Teil des Computerprogrammcodes bereitgestellt ist, eingerichtet ist; und/oder

- zur Kommunikation mit einer Cloud, auf welcher bevorzugt zumindest ein Teil des Computerprogrammcodes bereitgestellt ist, eingerichtet ist.

Das hier beschriebene Ausrichtverfahren ist gemäß dieser Ausführungsform computerimplementiert ausgeführt. Das computerimplementierte Ausrichtverfahren ist als Computerprogrammcode abgespeichert, wobei der Computerprogrammcode, wenn er auf einem Computer, beispielsweise umfassend eine Speichereinheit und einen Prozessor, ausgeführt wird, der Computer dazu veranlasst, das Ausrichtverfahren gemäß einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung auszuführen.

Das computerimplementierte Ausrichtverfahren ist beispielsweise durch ein Computerprogramm verwirklicht, wobei das Computerprogramm den Computerprogrammcode umfasst, wobei der Computerprogrammcode, wenn er auf einem Computer ausgeführt wird, der Computer dazu veranlasst, das Ausrichtverfahren gemäß einer Ausführungsform nach vorhergehender Beschreibung auszuführen. Als Computerprogrammcode werden gleichbedeutend eine oder mehrere Anweisungen oder Befehle bezeichnet, welche einen Computer veranlassen, eine Reihe von Operationen durchzuführen, welche zum Beispiel einen Algorithmus und/oder andere Verarbeitungsmethoden darstellen.

Das Computerprogramm ist bevorzugt teilweise oder vollständig auf einem Server beziehungsweise einer Servereinheit eines Cloud-System, einem Handheld (beispielsweise einem Smartphone) und/oder auf zumindest einer Einheit des Computers ausführbar. Mit dem Begriff Server oder Servereinheit wird hier ein solcher Computer bezeichnet, welcher Daten und/oder operative Dienste oder Dienste für ein oder mehrere andere computergestützte Geräte oder Computer bereitstellt und damit das Cloud-System bildet. Beispielsweise ist eine Einheit des Computers als integrierte Steuereinrichtung, als sogenannter Edge-Device in der Nähe einer Werkzeugmaschine angeordnet und/oder zur Kommunikation mit einer Cloud eingerichtet, wobei auf der Cloud bevorzugt zumindest ein Teil des Computerprogrammcodes bereitgestellt ist.

Begriffe Cloud-System oder Computer werden hier gleichbedeutend zu den aus dem Stand der Technik bekannten Einrichtungen verwendet. Ein Computer umfasst demnach einen oder mehrere Allzweck-Prozessoren (CPU) oder Mikroprozessoren, RISC Prozessoren, GPU und/oder DSP. Der Computer weist beispielsweise zusätzliche Elemente wie Speicherschnittstellen oder Kommunikationsschnittstellen auf. Wahlweise oder zusätzlich bezeichnen die Begriffe solch eine Einrichtung, welche in der Lage ist, ein bereitgestelltes oder eingebundenes Programm, bevorzugt mit standardisierter Programmiersprache (beispielsweise C++, JavaScript oder Python) auszuführen und/oder Datenspeichergeräte und/oder andere Geräte wie Eingangsschnittstellen und Ausgangsschnittstellen zu steuern und/oder darauf zuzugreifen. Der Begriff Computer bezeichnet auch eine Vielzahl von Prozessoren oder eine Vielzahl von (Unter-) Computern, welche miteinander verbunden und/oder verbunden und/oder anderweitig kommunizierend verbunden sind und möglicherweise eine oder mehrere andere Ressourcen, wie zum Beispiel einen Speicher, gemeinsam nutzen. Ein (Daten-) Speicher ist beispielsweise eine Festplatte (HDD) oder ein (nichtflüchtiger) Festkörperspeicher, beispielsweise ein ROM-Speicher oder Flash-Speicher [Flash-EEPROM], Der Speicher umfasst oftmals eine Mehrzahl einzelner physischer Einheiten oder ist auf eine Vielzahl von separaten Geräten verteilt, sodass ein Zugriff darauf über Datenkommunikation, beispielsweise Package-Data-Service, stattfindet. Letzteres ist eine dezentrale Lösung, wobei Speicher und Prozessoren einer Vielzahl separater Rechner anstelle eines (einzigen) zentralen Servers oder ergänzend zu einem zentralen Server genutzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, auf welchem ein Computerprogrammcode abgespeichert ist, wobei der Computerprogrammcode auf zumindest einem Computer derart ausführbar ist, dass der zumindest eine Computer dazu veranlasst ist, das Ausrichtverfahren nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung auszuführen, wobei zumindest eine Einheit des Computers:

- in der Vorrichtung zum Beschichten angeordnet ist;

- zur Kommunikation mit einem Edge-Device, auf welchem bevorzugt zumindest ein Teil des Computerprogrammcodes bereitgestellt ist, eingerichtet ist; und/oder

- zur Kommunikation mit einer Cloud, auf welcher bevorzugt zumindest ein Teil des Computerprogrammcodes bereitgestellt ist, eingerichtet ist.

Als Computerprogrammprodukt, aufweisend den oben beschriebenen Computerprogrammcode, ist beispielsweise ein Medium wie beispielsweise RAM, ROM, eine SD-Karte, eine Speicherkarte, einer Flash-Speicherkarte oder eine Disc, oder auf einem Server abgespeichert und herunterladbar. Sobald das Computerprogramm über eine Ausleseeinheit, beispielsweise ein Laufwerk und/oder eine Installation auslesbar gemacht ist, so ist der enthaltende Computerprogrammcode und das darin enthaltene Ausrichtverfahren durch einen Computer beziehungsweise in Kommunikation mit einer Mehrzahl von Servereinheiten, beispielsweise gemäß obiger Beschreibung, ausführbar.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in Fig. 1 : eine Vorrichtung zum Beschichten in einer Auftragschweißmaschine mit einer eingespannten Bremsscheibe;

Fig. 2: schematisch ein Einbrand eines Laserstrahls und ein Pulver-Fokus;

Fig. 3: ein Flussdiagramm eines Ausrichtverfahrens; und

Fig. 4: ein Kraftfahrzeug mit Bremsscheiben.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Beschichten in einer Auftragschweißmaschine mit einer eingespannten Bremsscheibe 23 rein schematisch gezeigt. Die Bremsscheibe 23 ist hier das mittels der Vorrichtung 1 zum Beschichten zu beschichtende Werkstück 2. Dazu weist die Bremsscheibe 23 eine (darstellungsgemäß obere) zu beschichtende Oberfläche 10 und optional eine (darstellungsgemäß untere) gegenüberliegende Rückseite auf. Auf der zu beschichtenden Oberfläche 10 ist in dem gezeigten Zustand zum Beschichten der Oberfläche 10 eines Grundkörpers 24 eine Schicht auftragbar. Die Bremsscheibe 23 ist dazu in das Werkzeugfutter 25 der Vorrichtung 1 zum Beschichten eingespannt und von diesem exakt positioniert gehalten. In dieser Ausführungsform ist das Werkzeugfutter 25 beispielsweise ein Spannfutter mit einer starren

Rotationsachse 26 und die Bremsscheibe 23 ist koaxial zu der Rotationsachse 26 ausgerichtet. Zu der zu beschichtende Oberfläche 10 ist somit die Rotationsachse 26 normal ausgerichtet. In der gezeigten Ausführungsform ist rein optional das Werkzeugfutter 25 von einem Rotationsantrieb 27 angetrieben, sodass das Werkstück 2 um die Rotationsachse 26 rotierbar ist. Das Werkstück 2 ist dabei bevorzugt entsprechend einem Koordinatensystem von dem Rotationsantrieb 27 wiederholbar koordinaten-genau zustellbar. Der Rotationsantrieb 27 ist in dieser Ausführungsform ein Teil der Zustellaktorik 8.

Darstellungsgemäß oberhalb des Werkstücks 2 ist eine Beschichtungseinheit 28 der Vorrichtung 1 zum Beschichten positioniert. Die Beschichtungseinheit 28 umfasst eine Lasereinrichtung 3 und eine Pulverdüse 6 und weist eine parallel zu der Rotationsachse 26 ausgerichtete Beschichtungsachse 29 auf. Der vorbestimmte Punkt 12 ist der Schnittpunkt von der Beschichtungsachse 29 und er zu beschichtenden Oberfläche 10. Eine Abweichung zwischen dem Laser-Fokus 5 (beispielsweise Einbrand 20) und dem vorbestimmten Punkt 12 ist in dieser Darstellung nicht erkennbar (vergleiche Fig. 2). Von der Pulverdüse 6 ist ein Pulver- Material 9 bei dieser Ausführungsform in Form von einem Kegel in einem Pulver- Fokus 7 fokussiert. Bei justierter Ausrichtung überschneidet sich der Pulver-Fokus 7 mit dem Laser-Fokus 5 der Lasereinrichtung 3 knapp oberhalb der zu beschichtenden Oberfläche 10. Eine Abweichung (das ist nicht der Abstand 22 normal zu der zu beschichtenden Oberfläche 10) zwischen den Flächen-Koordinaten des Laser-Fokus 5 und den parallelen Koordinaten des Pulver-Fokus 7 ist in dieser Darstellung nicht erkennbar (vergleiche Fig. 2). Die Lasereinrichtung 3 ist von einem einstrahligen oder mehrstrahligen Laserstrahl 4 (bevorzugt in einer Schutzgas- Atmosphäre) gebildet. Die gezeigte Beschichtungseinheit 28 ist beispielsweise für ein präzises Hochgeschwindigkeitsbeschichten mittels EHLA eingerichtet. Die Beschichtungseinheit 28 (hier rein optional selbst) ist mittels des Horizontalstellers 30 der Zustellaktorik 8 relativ zu dem Werkstück 2 radial bezogen auf die Rotationsachse 26 bewegbar (Vorschub). Zudem ist (hier rein optional selbst) die Beschichtungseinheit 28 vertikal (also parallel zu der Rotationsachse 26) mittels des Vertikalstellers 31 der Zustellaktorik 8 zustellbar.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 zum Beschichten eine Messvorrichtung 11 (hier als Kamera dargestellt), welche zum Erfassen eines Einbrands 20 in der beziehungsweise eines Reflexionsbilds 32 auf der (vergleiche Fig. 2) zu beschichtenden Oberfläche 10 eingerichtet ist. Die Messvorrichtung 11 ist zu dem (rein symbolisch in der Steuereinrichtung 14 dargestellten) Maschinen- Koordinatensystem 16 referenziert, beispielsweise über ein Regelungssystem der Vorrichtung 1 zum Beschichten für das Ausrichten und Zustellen der Beschichtungseinheit 28. Das Koordinatensystem ist hier rein optional als kartesisches Koordinatensystem dargestellt mit der z-Achse in der Bildebene nach oben weisend, der x-Achse in der Bildebene nach links weisend und der y-Achse aus der Bildebene heraus weisend. Die Daten sowie die Aktorik-Koordinaten 18 (hier rein symbolisch in dem Horizontalsteller 30 dargestellt) der Zustellaktorik 8 werden in der Steuereinrichtung 14 (hier rein schematisch mit einem Prozessor 19 und einer Speichereinheit 17 dargestellt) verarbeitet, zum Ansteuern verwendet und miteinander abgeglichen. Zudem wird von der Steuereinrichtung 14 zusammen mit der Zustellaktorik 8 und der Justiereinrichtung 13 das zu der Problemstellung gemäß der Fig. 2 auszuführende Ausrichtverfahren nach Fig. 3. Die Justiereinrichtung 13 umfasst dazu zumindest die erste Justiereinheit 33, welche zu dem Horizontalsteller 30 hier (rein optional) in Reihe geschaltet ist. Die erste Justiereinheit 33 wirkt hier (mittelbar) auf die Pulverdüse 6 in der horizontalen Richtung in der Bildebene (also der x-Richtung beziehungsweise der radialen Richtung bezogen auf die Rotationsachse 26 des Werkstücks 2) zu der Lasereinrichtung 3. Bevorzugt umfasst die erste Justiereinheit 33 zudem eine Stellrichtung aus der Bildebene heraus (also in y-Richtung beziehungsweise in Umlaufrichtung bezogen auf die Rotationsachse 26 des Werkstücks 2). Rein optional umfasst die Justiereinrichtung 13 weiterhin eine zweite Justiereinheit 34, mittels welcher der Laser-Fokus 5 ausrichtbar ist. Diese zweite Justiereinheit 34 ist hier (horizontal) einwirkend (bevorzugt ebenfalls sowohl in x-Richtung als auch in y- Richtung) auf die Laser-Fokussierlinse dargestellt.

In Fig. 2 ist schematisch ein Einbrand 20 (beispielsweise eine Pfützenform in der zu beschichtenden Oberfläche 10 oder ein Reflexionsbild 32 eines Pointer-Laserstrahls) und ein Pulver-Fokus 7 in einer Draufsicht auf eine Opfer-Oberfläche 15 dargestellt. Der Pulver-Fokus 7 weicht von dem Einbrand 20 beziehungsweise Reflexionsbild 32 nach (darstellungsgemäß) schräg rechts unten ab und wird entsprechend neu ausgerichtet, sodass das dargestellte Kreuz des Pulver-Fokus 7 dann möglichst mittig zu dem Einbrand 20 beziehungsweise Reflexionsbild 32 ausgerichtet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Durchmesser 21 des Einbrands 20 in der Opfer-Oberfläche 15 erfasst und damit ein Abstand 22 zwischen der Lasereinrichtung 3 und der Opfer-Oberfläche 15 eingestellt. Entweder wird an der gleichen oder an einer anderen Stelle ein weiterer Einbrand 20 erzeugt, bis der für den gewünschten Abstand 22 charakteristische Durchmesser 21 eingestellt ist.

In Fig. 3 ist ein Flussdiagramm einer vorteilhaften Ausführungsform eines Ausrichtverfahrens dargestellt. Das Ausrichtverfahren beginnt mit Schritt a., wobei von der Lasereinrichtung 3 mittels der Zustellaktorik 8 ein vorbestimmter Punkt 12 angefahren wird. Es wird rein zum Verständnis auf die Fig. 1 und Fig. 2 ohne Ausschluss der Allgemeinheit verwiesen. In der gezeigten Ausführungsform wird (rein optional) parallel zu Schritt a. in Schritt b. die Pulverdüse 6 zu dem vorbestimmten Punkt 12, welcher von der Lasereinrichtung 3 anzufahren ist, ausgerichtet. Die Lasereinrichtung 3 und die Pulverdüse 6 sind nun (zumindest nach der aktuellen Justage) an dem vorbestimmten Punkt 12 positioniert und verbleiben dort. Im anschließenden Schritt c. wird an dem vorbestimmten Punkt 12 mittels der Lasereinrichtung 3 die relative Lage von dem Laser-Fokus 5 zu dem Punkt 12 auf der Opfer-Oberfläche 15 ermittelt, beispielsweise indem ein Einbrand 20 in der Opfer-Oberfläche 15 erzeugt wird, während von der Lasereinrichtung 3 der vorbestimmte Punkt 12 angefahren ist. Alternativ oder zusätzlich wird die relative Lage des Laser-Fokus 5 mittels einer Kaustik-Messung erfasst.

In einer Ausführungsform wird (rein optional) der Laser-Fokus 5 in einem Schritt e. justiert. In dessen Unterschritt e.1 die relative Lage von dem Laser-Fokus 5 zu dem vorbestimmten Punkt 12 erfasst. Hier wird (rein optional) sowohl der Unterschritt e.2 als auch der Unterschritt e.3 ausgeführt, beispielsweise in der Präzision gestaffelt, wobei bevorzugt im Rahmen der Präzision der Zustellaktorik 8 der Laser-Fokus 5 entsprechend der in Unterschritt e.1 erfassten Abweichung neu ausgerichtet wird und anschließend mittels der Anpassung des Maschinen-Koordinatensystems 16 justiert wird. Dies ist optional ein wiederholter Vorgang, wobei Schritt c. und Schritt e. so lange wiederholt werden, bis die Abweichung zwischen dem Laser-Fokus 5 und dem vorbestimmten Punkt 12 ausreichend gering ist.

In einer Ausführungsform ist weiterhin (rein optional) der Schritt f. vorgesehen, welcher zusammen mit Schritt c. ausgeführt wird. Hierbei wird eine relative Höhe von dem Laser-Fokus 5 zu der Opfer-Oberfläche 15 erfasst und in Schritt g. eingestellt. Diese Schritte werden gegebenenfalls wiederholt, bevorzugt zusammen mit Schritt c. und Schritt e..

Im abschließenden Schritt d. wird die ermittelte relative Lage des Laser-Fokus 5 mittels einer Messvorrichtung 11 und dessen Abweichung erfasst (vergleiche Fig. 2). Währenddessen verbleibt die Lasereinrichtung 3 an dem in Schritt a. angefahrenen Punkt 12. Dann wird die Pulverdüse 6 zu diesem Laser-Fokus 5, beispielsweise sichtbar beziehungsweise messbar mittels eines Einbrands 20 und/oder mittels eines Reflexionsbilds 32, ausgerichtet. Es sei darauf hingewiesen, dass bei einer (ergänzenden oder alternativen) Kaustik-Messung eine Sichtbarkeit des Laserstrahls 4 in Form von einem Einbrand 20 oder Reflexionsbild 32 nicht erforderlich ist. In Fig. 4 ist ein Kraftfahrzeug 35 mit Bremsscheiben 23 nach Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 35 weist eine Längsachse 36 auf und zum Vortrieb eingerichtete Vortriebsräder 37,38. Das linke Vortriebsrad 37 und das rechte Vortriebsrad 38 sind zur Drehmomentabgabe an den Untergrund eingerichtet und über eine Radnabe 39 mit dem Kraftfahrzeug 35 verbunden. Die Bremsscheiben 23 sind zum Verzögern des Vortriebs eingerichtet, also zur Drehmomentaufnahme der Vortriebsräder 37,38. Die Bremsscheiben 23 sind mit den Radnaben 39 fest verbunden und zwischen den Vortriebsrädern 37,38 und der Radnabe 39 angeordnet. Jede Bremsscheibe 23 ist zum Umwandeln der kinetischen Energie in thermische Energie eingerichtet. Mittels der Veredelungsschicht ist der Abrieb der Bremsscheiben 23 beim Verzögern vermindert und/oder ein Korrosionsschutz gegeben.

Mit dem hier vorgeschlagenen Werkstück und der zugehörigen Bezugsmarke ist ein hochpräzises Aufträgen einer Veredelungsschicht auf dem Werkstück ausführbar.

Bezuqszeichenliste

Vorrichtung zum Beschichten 35 Kraftfahrzeug Werkstück 36 Längsachse

Lasereinrichtung 37 linkes Vortriebsrad Laserstrahl 38 rechtes Vortriebsrad

Laser-Fokus 39 Radnabe

Pulverdüse

Pulver-Fokus

Zustellaktorik Pulver-Material zu beschichtende Oberfläche Messvorrichtung vorbestimmter Punkt Justiereinrichtung Steuereinrichtung Opfer-Oberfläche

Maschinen-Koordinatensystem Speichereinheit Aktorik-Koordinaten

Prozessor

Einbrand

Durchmesser

Abstand

Bremsscheibe Grundkörper Werkzeugfutter Rotationsachse Rotationsantrieb Beschichtungseinheit Beschichtungsachse Horizontalsteller Vertikalsteller

Reflexionsbild erste Justiereinheit zweite Justiereinheit