ARBEITSKOPF, LASERBEARBEITUNGSMASCHINE, AUFNHAMEVERFAHREN, MESSKOPF, MESSVERFAHREN

Die Erfindung betrifft einen ^' Arbeitskopf , eine Laserbearbeitungsmaschine mit einem solchen Arbeitskopf, ein Aufnahmeverfahren, einen Messkopf und ein Messver- fahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche .

Laserbearbeitungsmaschinen werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Sie können einerseits zur Oberflä- chenbearbeitung, andererseits aber auch zur voluminösen Werkstückbearbeitung verwendet werden. Bei der Werkstückbearbeitung können durch gezieltes Abfahren einzelner Schichten mittels eines Laserstrahls genau definierte Gesenke hergestellt werden. Es kann ein Laserstrahl aber auch zum Schneiden und/oder zum Bohren von Löchern und/oder zum Verschweißen von Bauteilen eingesetzt werden.

Die unterschiedlichen Einsatzarten erfordern unter- schiedliche Laserarbeitsköpfe. Sie können sich zum einen in ihren optischen Eigenschaften unterscheiden, etwa indem sie unterschiedliche optische Module aufweisen, die unterschiedliche optische Beeinflussungen und Auswertungen des den Arbeitskopf durchlaufenden Laserlichts erlauben. Zur Laserbearbeitung gehört auch gesp.: 06.05.08 13:22 gedr.: 06.05.08 15:45

eine mehr oder minder komplexe Sensorik, die zum Beispiel das abgegebene, ggf. aber auch das reflektierte Laserlicht (Prozessleuchten) empfangen und auswerten kann. Auch weitere optische und sonstige Sensorik kann in einem Arbeitskopf vorgesehen sein. Ein Arbeitskopf kann auch optische Aktorik aufweisen, etwa eine veränderliche Fokussierung zur änderung der Fokuslage des Laserstrahls, gegebenenfalls auch während der Arbeit. Auch kann eine Strahlführung vorgesehen sein, um den Laserstrahl in gewünschter Weise über die Werkstückoberfläche zu führen.

Außerdem können Arbeitsköpfe von Laserbearbeitungsmaschinen eine Fluidführung aufweisen. So können zum Beispiel über den Arbeitskopf bestimmte Gase der momentanen Arbeitsstelle zugeführt werden, etwa passivierende Gase wie Stickstoff oder ein Edelgas, oder reaktive Gase wie Sauerstoff, oder ähnliches.

Wenn ein Arbeitskopf gewechselt wird, geschieht dies in der Weise, dass manuell der nicht mehr benötigte Kopf entfernt und ebenso manuell der neu benötigte Kopf an das sonstige System der Laserbearbeitungsmaschine angeschlossen wird. Es sind hierfür dann insbesondere die mechanische Verbindung herzustellen, aber auch die optische, die elektrische und gegebenenfalls die Fluidverbindung.

Figur 1 zeigt eine Laserbearbeitungsmaschine 1 schema- tisch, in der die Erfindung angewendet werden kann.

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Bezugsziffer 2 bezeichnet allgemein ein Gehäuse mit einem mechanisch steifen Maschinenrahmen 2a und gegebenenfalls einer Tür 2b, die einen Arbeitsraum 2c einschließen können. Mit 3 bzw. 3a, 3b und 3c sind Komponenten eines Werkzeugarms bezeichnet. Mit 4 (4a, 4b, 4c) sind Bewegungsachsen schematisch symbolisiert, die die Relativbewegung zwischen Werkstück 9 und Arbeitskopf 10 erlauben. Die Achsen sind angetriebene Achsen und können mehrere translatorische und mehrere rotatorische Achsen umfassen. Manche der Achsen können auch doppelt vorgesehen sein. Die Bewegungsachsen können wahlweise zwischen Werkstücktisch und Maschinenrahmen 2a oder zwischen Maschinenrahmen 2a und Arbeitskopf 10 vorgesehen sein, eine oder mehrere Achsem können doppelt vorhanden sein.

5 bezeichnet den armseitigen Anschluss, an dem ein Arbeitskopf 10 anschließbar ist. Der Anschluss umfasst, wie gesagt, die notwendigen Einrichtungen zur Herstel- lung der mechanischen sowie ggf. der elektrischen, optischen und Fluid-Verbindung. 6 bezeichnet allgemein eine Versorgungseinrichtung, die die Maschine mit e- lektrischer Energie und Steuerungssignalen sowie mit dem Laserlicht und gegebenenfalls mit den benötigten Gasen versorgt. 6a ist eine Steuerung zum Senden und Empfangen von Signalen. 6b ist eine Lasereinrichtung zum Erzeugen bzw. Weiterleiten von Laserlicht zum Arbeitskopf 10. 6c ist eine Fluidquelle, etwa eine Druckluftquelle oder die Quelle eines sonstigen Gases (Edelgas, Stickstoff, Sauerstoff, ...) . Diese Größen (e-

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lektrische Energie, elektrische Signale, Laserlicht, Fluide) werden über schematisch gezeigte Leitungen 8 von der Versorgungseinheit 6 über den Anschluss 5 hinweg dem Laserkopf 10 zugeführt, sodass dieser in geeigneter Weise versorgt wird.

Die Maschine weist außerdem allgemeine Sensorik, Akto- rik und Steuerungskomponenten zur Steuerung und Betätigung der Maschine auf. Insbesondere können Lage- Sensoren an den einzelnen Achsen vorgesehen sein. Die einzelnen Achsen können automatisch elektrisch oder pneumatisch angetrieben sein. Die Steuerung kann einen komplexeren Rechner zur Ausführung komplexer Steuerungsaufgaben aufweisen.

Bei der bisherigen Auswechslung eines Arbeitskopfs wird die mechanische Verbindung manuell durch entsprechende Handhabungen vorgenommen. Separat davon werden dann, ebenfalls per Hand, die elektrischen Verbindun- gen und die pneumatischen Verbindungen hergestellt. Die Laserlichtverbindung kann sich gleichzeitig mit der mechanischen Verbindung ergeben haben, da die mechanische Verbindung häufig schon auch gleichzeitig die Laserlichtverbindung insbesondere in der gewünsch- ten und notwendigen Ausrichtung herstellt.

Nachteil des bisherigen Verfahrens ist es, dass der Wechsel eines Arbeitskopfs umständlich und zeitraubend ist. Insbesondere bei zeitlich lang dauernden Bearbei- tungen kann es notwendig sein, dass nur zum Zwecke des

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Arbeitskopfswechsels Personal vorgehalten werden muss, das sonst nicht benötigt werden würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitskopf und eine Laserbearbeitungsmaschine anzugeben, die eine vereinfachte Auswechslung eines Arbeitskopfs ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit dem Merkmal der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Abhängige Patentansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Ein Arbeitskopf nach der Erfindung weist einen mecha- nischen Anschluss zur Verbindung mit der

Laserbearbeitungsmaschine auf und außerdem einen Lichtweganschluss und/oder einen elektrischen Anschluss und/oder einen Fluidanschluss . Die vorgesehenen Anschlüsse sind so ausgelegt, dass mit ihnen über eine oder mehrere gemeinsame Relativbewegungen zwischen dem Arbeitskopf als Ganzen und der Laserbearbeitungsmaschine die notwendigen Verbindungen hergestellt werden können, also insbesondere eine mechanische Verbindung mit der gewünschten bzw. notwendigen Steifigkeit und darüber hinaus entsprechend den vorgesehenen weiteren Anschlüssen eine Lichtwegverbindung und/oder eine elektrische Verbindung und/oder eine Fluidverbindung.

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Die Relativbewegung zur Herstellung all dieser Verbindungen ist eine gemeinsame Bewegung der Kopfkomponenten. Einzelne Komponenten des Kopfs müssen dadurch nicht separat bedient werden. Auch seitens der Laserbearbeitungsmaschine bzw. der Komponente derselben, an die der Anschluss erfolgt, müssen keine weiteren Betätigungen vorgenommen werden. Der Anschluss erfolgt über die gemeinsame Relativbewegung der Kopfkomponenten gegenüber der Komponente _^ der Bear- beitungsmaschine, an die der Anschluss erfolgt. Die

Relativbewegung kann eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung aufweisen.

Dementsprechend weist der Arbeitskopf eine bestimmte Gestaltung und Ausrichtung seiner Anschlüsse auf. Die Bearbeitungsmaschine weist dazu gegengleich passend gestaltete und ausgerichtete Anschlüsse auf.

Der Arbeitskopfwechsel kann automatisch in der Weise geschehen, dass der Arbeitsarm ein Magazin 7 einer Bearbeitungsmaschine anfährt, um dort gegebenenfalls zunächst einen nicht mehr benötigten Arbeitskopf 10 abzulegen, indem dann, wenn im Magazin die Ablageposition erreicht ist, die zur Entkoppelung notwendigen Relativbewegungen (und gegebenenfalls vorher Entriegelungen) vorgenommen werden. Es kann dann ein neuer Arbeitskopf an einer anderen Position im Magazin 7 angefahren werden. Zu ihm wird die Verbindung durch Vornahme der notwendigen Relativbewegungen herge-

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stellt. Es kann dann der Arbeitskopf 10 dem Magazin 7 entnommen und für die weitere Arbeit verwendet werden.

Aspekte der Erfindung sind demnach der oben beschrie- 5 bene Arbeitskopf 10 mit der bestimmten Ausgestaltung seiner Anschlüsse, eine Laserbearbeitungsmaschine 1 mit der zum Arbeitskopf 10 gegengleichen Ausgestaltung des Maschinenanschlusses 5, das Gesamtsystem aus Arbeitskopf und Bearbeitungsmaschine, und ein

10 Arbeitskopfwechselverfahren wie oben beschrieben. Die Anschlussgestaltung kann als Schnittstelle betrachtet werden. Die zueinander passenden maschinen- und kopfseitigen Anschlüsse bilden diese Schnittstelle zwischen Maschine und Kopf.

15

Nachfolgend werden Bezug nehmend auf die Zeichnungen einzelne Aus führungs formen der Erfindung beschrieben, es zeigen

20 Figur 1 schematisch eine Laserbearbeitungsma¬

) schine,

Figur 2 schematisch einen Arbeitskopf,

Figur 3a - D schematisch ein Arbeitskopfmagazin,

Figur 4 einen Messkopf, und

25 Figur 5 eine Messeinrichtung.

In der Beschreibung bedeuten gleiche Bezugsziffern gleiche Komponenten. Merkmale der Erfindung sollen auch dann als miteinander kombinierbar angesehen wer- 30 den, wenn dies nicht ausdrücklich gesagt ist, soweit

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sich die Kombination nicht aus technischen Gründen verbietet.

Figur 2 zeigt einen Arbeitskopf 10. 11 kann gleichzei- tig eine Längsachse des Arbeitskopfs und den

Laserstrahl bzw. Strahlweg des Laserstrahls bezeichnen. 12 ist eine optische Einheit mit insbesondere einer ggf. z. B. elektrisch betätigbaren Fokussierung 12a, gegebenenfalls einem Strahlteiler 12b und einem optischen Sensor 12c. Es kann hier auch eine nicht gezeigte Strahlführung zur Strahlauslenkung vorgesehen sein. 13 ist eine Fluidsteuerung zum Steuern und gegebenenfalls auch Messen von Fluidfluss.

14a und 14b bezeichnen mechanische Anschlüsse, die hier als pilzförmige Zapfen gezeichnet sind, die selbstverständlich aber auch anders ausgebildet sein können, etwa als Vertiefungen. Sie dienen der mechanisch festen, steifen und in ihrer Lage definierten mechanischen Verbindung zwischen Arbeitskopf 10 und einer Komponente der Laserbearbeitungsmaschine 1, insbesondere dem Maschinenanschluss 5 der Figur 1.

15 bezeichnet einen Lichtweganschluss, der im Wesent- liehen eine öffnung sein kann, die den Durchtritt von Laserlicht gestattet. Es kann darüber hinaus ein strahlungsdurchlässiges Fenster 18c vorgesehen sein, das im Wesentlichen dem Schutz des Kopfinneren vor eindringenden Verunreinigungen dient.

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16 bezeichnet einen elektrischen Anschluss. Er kann viele einzelne Kontakte aufweisen. über die Kontakte kann elektrische Energie (Versorgungsspannung, Versorgungsstrom) geführt werden, und es können auch Ansteuersignale zu den jeweiligen Komponenten innerhalb des Kopfs hin und Mess- und sonstige Signale von den Sensoren im Kopf zurückgeführt werden. Der elektrische Anschluss 16 kann ein Stecker sein, der die benötigte Anzahl von Kontakten aufweist. Diese Anzahl kann vergleichsweise hoch sein. Die Optik 12 kann e- lektrische Verbindungen zum elektrischen Anschluss 16 hin haben, um die benötigten Signale zu empfangen und die ggf. gewonnenen Signale abzugeben.

17 bezeichnet einen oder mehrere Fluidanschlüsse . Es kann sich um den Hinweg und den Rückweg eines FIu- idkreislaufs handeln. Es können aber auch mehrere unterschiedliche Fluide hinwärts geführt werden, deren Auslass in geeigneter Weise vorzusehen ist. Der Aus- lass kann beispielsweise durch eine Düse hin zum Werkstück erfolgen. Die Steuerung der Fluide kann durch die Fluidsteuerung 13 erfolgen. Die Fluidsteue- rung 13 kann elektrische Verbindungen zum elektrischen Anschluss 16 hin haben, um die benötigten Signale zu empfangen und die ggf. gewonnenen Signale abzugeben.

18 bezeichnet allgemein ein Gehäuse des Arbeitskopfs. Es kann mehr oder minder geschlossen sein. 18a ist beispielsweise eine mehr oder minder zylindrische Hül- se, die die genannten Komponenten des Kopfs umgibt.

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18b ist eine Kopfplatte, die gegenüber dem Laserstrah- lauslass 18d zum Werkstück hin liegt. Der Auslass 18d kann seinerseits mit einem laserdurchlässigen Fenster verschlossen sein. Die Kopfplatte 18b und/oder eine andere Komponente des Kopfs 10 können die genannten Anschlüsse 14 bis 17 tragen und halten. Die Platte kann im Wesentlichen rechtwinklig zur Kopfachse 11 bzw. zum Laserstrahlweg liegen.

Einzelne der Anschlüsse 14 bis 17 können eine bestimmte Betätigungsrichtung erfordern. Für den mechanischen Anschluss 14a, 14b ist diese durch die gestrichelte Achse 19a angedeutet. Für den elektrischen Anschluss 16 ist sie durch die Achse 19b angedeutet. Für den pneumatischen Anschluss 17 ist sie durch die Achse 19c angedeutet. Diese Achsen 19a, 19b und 19c entsprechend den Bewegungen zur Herstellung der jeweiligen Verbindung können, wie gezeigt parallele translatorische Bewegungen sein und können, wie in Figur 2 gezeigt, parallel zur Achse 11 des Kopfs sein.

Nicht gezeigt ist eine entsprechende Gestaltung seitens der Komponente der Laserbearbeitungsmaschine, mit der die Verbindung herzustellen ist, also am Maschi- nenanschluss 5. Dieser ist im Wesentlichen gegengleich zur Gestaltung der Anschlüsse des Bearbeitungskopfs ausgestaltet.

Es kann darüber hinaus eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen sein, die nach Herstellung der steifen me-

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chanischen Verbindung die verbundenen Komponenten (Arbeitskopf, Komponente der Laserbearbeitungsmaschine) miteinander in der Weise verriegelt, dass sich die Verbindung nicht von selber etwa durch Vibrationen lö- sen kann. Vor Lösen der Verbindung ist die

Verriegelung dann dementsprechend wieder freizugeben. Die Verriegelung kann bewegliche Teile aufweisen. Sie können elastisch vorgespannt sein und/oder elektrisch oder pneumatisch bedienbar sein. Die Verriegelungsvor- richtung und insbesondere deren beweglichen Teile können maschinenseitig vorgesehen sein, insbesondere beim Maschinenanschluss 5. Sie können aber auch kopfseitig vorgesehen sein.

Anders als bisher beschrieben kann die Relativbewegung zur Herstellung der Verbindungen über die erfindungsgemäß ausgestalteten Anschlüsse aber auch eine rotatorische Bewegung und/oder eine Kombination aus translatorischer und rotatorischer Bewegung aufweisen. Wenn mehrere Bewegungen vorgesehen sind, kann eine davon eher der mechanischen Annäherung der Anschlüsse aneinander dienen, während die andere dann zur eigentlichen Herstellung der Verbindungen (mechanisch, elektrisch, Licht, Fluid) über die beteiligten An- Schlüsse dient.

Die Relativbewegung und ggf. vorherige Anfahrbewegungen können von der Maschine automatisch unter Verwendung einer oder mehrerer ihrer Achsen 4 unter Steuerung der Maschinensteuerung vorgenommen werden.

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Die Aufnahme, die Ablage und der Wechsel eines Arbeitskopfs 10 können dann Teil eines größeren Arbeitsprogramms zur Werkstückbearbeitung sein.

In einer einfachen Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßer Arbeitskopf 10 lediglich mit einem mechanischen Anschluss 14 und dem Lichtweganschluss 15 ausgestattet sein. Es erfolgt über den Arbeitskopf dann die Führung des Laserstrahls längs insbesondere der Achse 11 hin zum Werkstück 9, der dort die gewünschte Bearbeitung vornimmt. Die Herstellung und das Lösen der Verbindung kann, wie beschrieben, über die einheitliche, gemeinsame Relativbewegung aller Kopfkomponenten erfolgen. Wie schon früher gesagt kann die Herstellung der optischen Verbindung insoweit relativ einfach sein, als nur die Ausrichtung des Kopfs erforderlich ist. Dies kann zusammen mit der Herstellung der mechanischen Verbindung erfolgen. Ansonsten weist die Lichtwegverbindung für den Laserstrahl im Wesent- liehen den Durchtritt 15 und gegebenenfalls das

Fenster 18c auf, die entsprechenden öffnungen und Fenster auf Seiten des Maschinenanschlusses gegenüber liegen können.

In einer komplexeren Aus führungs form kann zusätzlich zum mechanischen Anschluss 14 und zum Lichtweganschluss 15 ein elektrischer Anschluss 16 vorgesehen sein. Die Verbindung über dem elektrischen Anschluss 16 wird gleichzeitig mit der mechanischen Verbindung und insbesondere mittels der gleichen Bewegung herge-

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stellt (in Figur 2 längs der gezeigten Achsen 19a und 19b) . Der Stecker 16 findet einen gegengleichen Stecker auf Seiten der Komponente der

Laserbearbeitungsmaschine, in den er durch die Verbin- dungsrelativbewegung eingeschoben wird, um so die elektrischen Verbindungen herzustellen. Die elektrischen Verbindungen können Verbindungen zur übertragung von Energie und/oder zur übertragung von Signalen sein. Signale können zu Komponenten im Arbeitskopf hinlaufen (Ansteuersignale) oder können von Komponenten im Arbeitskopf zum Stecker 16 hinlaufen (Messsignale) . Es können Ansteuersignale für den Antrieb einer Strahlfokussierung 12a übertragen werden, Sensorsignale eines optischen Sensors 12c, und Ansteu- er- und Messsignale aus der Fluidsteuerung 13. Auch weitere, nicht gezeigte Ansteuersignale und Messsignale können übertragen werden.

In einer weiteren Aus führungs form kann ein Kopf ledig- lieh einen mechanischen Anschluss und einen elektrischen Anschluss aufweisen Es kann sich hier beispielsweise um einen Messkopf handeln, der mechanisch ein Werkstück abfährt, um dessen Dimensionen und Maße zu ermitteln. Der Messkopf kann taktil (Tastkopf) oder kapazitiv oder induktiv oder optisch arbeiten. Es können dann der Lichtwegsanschluss und der Flui- danschluss entfallen, bzw. die Gestaltung ist so, dass die maschinenseitig vorgesehenen Anschlüsse der Herstellung der mechanischen Verbindung über den mechanischen Anschluss 14 und der elektrischen Verbin-

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dung über den elektrischen Anschluss 16 nicht im Wege stehen.

In einer weiteren Aus führungsform können alle in Figur 2 gezeigten Verbindungen vorgesehen sein (mechanisch, optisch, elektrisch und Fluid) . Falls nicht benötigt kann gegebenenfalls aber auch der elektrische Anschluss 16 entfallen.

Soweit ein Arbeitskopf Laserlicht verwendet, kann es ein Bohrkopf oder ein Schneidkopf oder ein Schweißkopf sein. Die Ansteuerung der momentan jeweils gewünschten Bearbeitungsstelle auf dem Werkstück erfolgt hier durch Bewegung des Kopfs 10 als Ganzes. Das Laserlicht kann den Kopf auf einem fest definierten Lichtweg durchlaufen. Der Arbeitskopf kann aber auch ein Scan- Kopf sein und eine Scan-Einrichtung aufweisen, bspw. in Form eines oder mehrerer zueinander winkelig stehender ansteuerbarer und einstellbarer Schwingspiegel. Damit kann im Kopf der Lichtweg verändert werden, so dass die Ansteuerung der momentan jeweils gewünschten Bearbeitungsstelle auf dem Werkstück 9 durch die Scan- Einrichtung erfolgen kann, so dass der Kopf als Ganzes feststehen kann. Die Scan-Einrichtung kann den Strahl eindimensional oder zweidimensional auslenken. Sie kann schnell sein und eine Spur auf dem Werkstück innerhalb weniger als 100 ms oder weniger als 10 ms abfahren. Die Steuerung kann nach Maßgabe von Signalen vom elektrischen Anschluss 16 her erfolgen. Es kann eine Regelung im Kopf 10 vorgesehen sein. Es können

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auch Scan-Signale zurück auf den elektrischen An- schluss 16 geführt werden.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Arbeitskopf neben dem mechanischen Anschluss 14 lediglich einen Fluidanschluss 17 aufweisen. So kann beispielsweise, wie in Fig. 4 gezeigt, ein Messkopf 40 zu Messzwecken gebaut werden. Der Messkopf kann dann einen definierten Fluidauslass haben, der auf ein Werkstück 9 gedrückt werden kann. Es kann so durch eine in einem Werkstück 9 gefertigte öffnung ein Fluidfluss erzeugt werden, der nach Druck und/oder nach Fluss gemessen werden kann, um so beispielsweise den Querschnitt einer erzeugten Bohrung zu messen. Häufig können Bohrungen zu eng sein, als dass sie beispielsweise ü- ber einen Messtaster abgetastet werden könnten. Eine Flussmessung mittels eines durchgedrückten Fluids erlaubt dann Rückschlüsse über die Durchgängigkeit und gegebenenfalls auch über die Durchmesser der erzeugten Bohrung.

Bei dieser Aus führungs form kann der Fluidauslass zum Werkstück hin einen Mund 46 mit einem umlaufenden e- lastischen Dichtelement 45 aufweisen, insbesondere einen elastischen Ring um die Auslassöffnung herum, um durch definiertes Aufdrücken der Fluidauslassöffnung auf die Werkstückoberfläche einer gasdichte Verbindung mit dem im Werkstück 9 gefertigten Kanal herzustellen. Der Mund 46 und das Dichtelement 45 können werkstück- spezifisch geformt und an die - womöglich nicht ebene

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Werkstückoberfläche - angepasst sein. Er kann vergleichsweise klein sein und lediglich eine Bohrung überdecken. Er kann aber auch größer sein und dann mehrere Bohrungen überdecken. Der Mund kann durch ein Mundstück 44 am Kopf 40 gebildet sein. Es kann an einer Schnittstelle 47 automatisch austauschbar sein. Es können dann in einem Magazin mehrere Mundstücke mit unterschiedlich geformten Mundöffnungen vorgesehen sein, wie dies schematisch mit 46a und entsprechenden Dichtung 45a für einzelne öffnungen bzw. kleine Bereiche, mit 46b und entsprechender Dichtungen 45b für eine gebogene Linie von öffnungen oder mit 46c und entsprechender Dichtung 45c für eine größere mit öffnungen überdeckte Fläche gezeigt ist. Statt mit überdruck kann auch mit Unterdruck gearbeitet werden.

Dieser Aspekt wird als eigenständiger Aspekt der Erfindung gesehen. Er kann zusammen mit, aber auch unabhängig von der Ausgestaltung der Kopfanschlüsse wie bisher beschrieben verwendet werden. Ein entsprechender Arbeitskopf wäre dann ein Messkopf, der auch in herkömmlicher Weise an ein Bearbeitungssystem anschließbar ist (zum Beispiel manuelles Herstellen der mechanischen Verbindung und der Fluidverbindung) . Es kann hier die Messung von Fluiddruck und/oder FIu- idfluss vorgenommen werden. Diese können außerhalb des Arbeitskopfs 10 erfolgen, da sie sich über die Leitung 8 vom Arbeitskopf weg mitteilen. Es kann dann eine Auswertung eines Flusswiderstands als Quotient aus Druck und Fluss erfolgen (ähnlich dem Ohmschen Gesetz

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(R = U/I)) . Der sich ergebende Wert erlaubt Rückschlüsse auf die Durchgängigkeit und den Durchmesser bzw. minimale Querschnittsfläche einer bisher erzeugten Bohrung. Gegebenenfalls kann nachgearbeitet werden o- der es können für den weiteren Verlauf Prozess-para- meter geändert werden. In gewissem Umfang können bei dieser Aus führungs form aber auch Messungen innerhalb des Arbeitskopfs vorgenommen werden, beispielsweise eine Flussmessung und/oder eine Druckmessung. Es ent- stehen dann elektrische Signale im Arbeitskopf, die über einen dann vorzusehenden elektrischen Anschluss abzuführen wären. Die beschriebenen Merkmale der Verwendung von Fluid zu Messzwecken kann, wie gesagt, unabhängig von der beschriebenen Gestaltung der An- Schlüsse des Arbeitskopfs, aber auch zusammen mit diesen Gestaltungen verwendet werden. Das Fluid kann Druckluft sein.

Ein Messkopf wie oben kann aber auch mit den beschrie- benen Arbeitskopfeinrichtungen (Lichtweg, elektrische Anschlüsse) kombiniert sein. Der Fluidauslass kann neben dem Laserlichtauslass liegen. Sie können auch einen gemeinsamen Auslass haben, etwa wenn das Kopfgehäuse insgesamt als Fluidleitung verwendet wird oder wenn das Laserlicht durch ein Fenster in den Fluidka- nal läuft und dann in ihm nach außen gelangt.

Die erfindungsgemäße Laserbearbeitungsmaschine 1 weist einen Maschinenanschluss 5 für einen Arbeitskopf 10 auf, der gegengleich passend zu den Anschlüssen 14 -

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17 des Arbeitskopfs 10 selber ausgestaltet ist. Er weist die dementsprechend notwendigen Anschlüsse auf. Soweit maschinenseitig keine änderungen in den armsei- tigen Komponenten möglich oder gewünscht sind, kann der maschinenseitige Anschluss 5 dementsprechend alle gegengleichen Einzelanschlüsse (mechanisch, Laser, e- lektrisch, Fluid) aufweisen, die dann, je nach Bedarf, vom jeweils angebrachten Arbeitskopf verwendet oder freigelassen werden, wie dies Bezug nehmend auf die weiter oben beschriebenen Ausführungs formen des Arbeitskopfs dargestellt wurde.

Die Laserbearbeitungsmaschine 1 kann, wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, ein Magazin 7 für mehrere Ar- beits- und Messköpfe 10a, 10b aufweisen. Das Magazin 7 kann sich im Innenraum 2c der Bearbeitungsmaschine 1 befinden. Es kann, wie in Fig. 3A gezeigt, mehrere Lagerpositionen 31a bis 31f aufweisen, die jeweils einen Arbeitskopf 10 aufnehmen können. Das Magazin 7 kann für den Arm der Laserbearbeitungsmaschine in der Weise zugänglich sein, dass es vom Arm angefahren werden kann, wobei der Arm dann auch die zur Herstellung der Verbindung notwendige Relativbewegung vornehmen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ruht beim Her- stellen und Lösen der Verbindung zwischen Arbeitskopf 10 und Maschinenanschluss 5 der Arbeitskopf 10 still, während sich der Maschinenanschluss längs einer bzw. um eine seiner Achsen 4 bewegt. Es kann aber auch anders herum sein, oder es können sich beide Teile bewegen.

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In der gezeigten Aus führungsform sind die Arbeitsköpfe nebeneinander im Magazin angeordnet. Die Anordnung kann aber auch vertikal sein. Das Magazin kann, wie in Figur 3B gezeigt, einen Magazinrahmen 33 und einen

Schubladeneinsatz 32 aufweisen, wobei der Schubladeneinsatz 32 im Magazinrahmen einfahrbar und aus ihm ausfahrbar ist. Der Antrieb kann elektrisch oder pneumatisch sein. Der Schubladeneinsatz 32 trägt die eigentlichen Aufnahmepositionen 31a bis 31f für die verschiedenen Bearbeitungsköpfe 10. Beim Kopfwechseln ist die Schublade 32 ausgefahren, wie in Figur 3B gezeigt, während sie ansonsten eingefahren ist.

Es können weiterhin Klappen 34a - f vorgesehen sein, die die einzelnen Arbeitsköpfe 10 und insbesondere deren Verbindungsbereiche abdecken bzw. abschließen, sodass sie nicht verunreinigt werden. Die Klappen 34 können über den Verbindungsbereichen der Arbeitsköpfe liegen, wenn das Magazin gerade nicht benötigt oder betätigt wird. Die Klappen können, wie in Figur 3B gezeigt, geöffnet bzw. aufgeklappt werden, wenn ein Arbeitskopfwechsel vorzunehmen ist. Die Klappen können einzeln oder gemeinsam betätigbar sein. Die Betätigung der Klappen wie auch der Schublade kann automatisch unter Steuerung der allgemeinen Maschinensteuerung erfolgen.

Gemäß Figur 3C kann weiterhin eine Haube 35 vorgesehen sein, die das Magazin umgibt und die eine öffnung 36

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aufweist, durch die hindurch ein Arbeitskopf 10 treten kann, beispielsweise indem die Schublade 32 durch die öffnung 36 hindurch ausgefahren wird, wie in Figur 3C gezeigt. Die öffnung 36 der Haube 35 kann ihrerseits wieder eine Klappe 37 aufweisen, die die öffnung 36 verschließt (Figur 3D) , wenn das Magazin 7 nicht benötigt wird. Die Klappe 37 kann mechanisch beispielsweise durch Ausfahren der Schublade 32 mit betätigt werden oder kann eigens gesteuert sein. Die Haube 35 kann das Magazin 7 vollständig umschließen, so dass Verunreinigungen und Prozessmaterialien, die während des Laserbearbeitens eines Werkstücks entstehen können, nicht an die Arbeitsköpfe gelangen.

Weitere Fluidmessverfahren können wie folgt ausgestaltet sein:

In einem dem Arbeitskopf zugänglichen Bereich der Maschine wird ein Probewerkstück fest eingespannt vorge- halten, z. B. eine Platte einer definierten Dicke. Mittels eines Arbeitskopfs werden eine oder mehrere öffnungen (Durchlöcher) im Probewerkstück gefertigt. Diese werden wie oben beschrieben mit Fluid qualitativ auf Durchgängigkeit und ggf. auch quantitativ auf Querschnitt untersucht. In Abhängigkeit vom Untersuchungsergebnis kann ein Arbeitsablauf beeinflusst werden. Bspw. können Prozessparameter (z. B. Laserleistung, Positionssteuerung) eingestellt oder geändert werden, oder es kann manueller Eingriff ge- fordert werden. Die Arbeit und Messung am Probewerk-

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stück kann vor dem Beginn der Arbeit am eigentlichen Werkstück erfolgen oder abwechselnd damit.

Die obige Untersuchung kann mit einem Messkopf wie o- ben beschrieben oder mit einer eigenen stationären

Fluidmesseinrichtung erfolgen, die wie oben beschrieben arbeitet (Flussmessung, Druckmessung, ggf. Quotientenbildung, Auswertung) , die aber fest am Probewerkstück vorgesehen ist. Bspw. kann das Probewerk- stück vor einen Druckluftauslass gespannt werden.

Schließlich ist es auch möglich, ein Werkstück, das mit Durchlöchern zu versehen ist, im eingespannten Zustand direkt mit einer Druckfluidquelle (z. B. Druck- luftquelle) , zu verbinden, dann im Werkstück das bzw. die Durchlöcher anzubringen und die sich ergebenden Fluidparameter zu verfolgen und insbesondere - einmal oder mehrmals - wie oben beschrieben auszuwerten. Manche Turbinenschaufeln haben z. B. einen innenliegenden größeren Kanal, der zur Schaufeloberfläche hin feine Abzweigungskanäle für Kühlfluid hat. Der große Kanal kann mit Druckluft beaufschlagt werden. Wenn dann nach und nach die Abzweigungskanäle durch Laserbohren gefertigt werden, können z. B. der Druck und der Fluss verfolgt und ausgewertet bzw, untersucht werden. In Abhängigkeit vom Untersuchungsergebnis kann der Arbeitsablauf wie oben beschrieben beeinflusst werden. ähnlich kann gearbeitet werden, wenn statt eines Kanals die Rückseite der Bearbeitungsfläche des Werk- Stücks zugänglich ist.

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Fig. 5 zeigt hierzu eine Aus führungs form einer Werk- stückhalterung 50, an der das Werkstück 9 z. B. über Klauen 51 fest eingespannt werden kann. Die Werkstück- halterung 50 kann unmittelbar der Werkstücktisch der Maschine oder ein am Werkstücktisch einspannbares Zwischenstück sein. Die Werkstückhalterung 50 weist eine Fluidzuführung 52a und ein elastisches Dichtelement 53 auf. 52b symbolisiert eine Fluidleitung, 54a und 54b Sensoren z. b. für Fluiddruck und Fluidfluss. 55 ist eine Fluidquelle (überdruck oder Unterdruck) . 10 symbolisiert einen Laserbohrkopf, der z. B. von oben nach unten Bohrungen 9b fertigt, die mit einem Kanal 9a in der mitte kommunizieren. Mit jeder hinzukommenden Boh- rung 9b werden bei konstanten Verhältnissen an der

Fluidquelle der Fluidfluss zu- und der Fluiddruck abnehmen. Diese Werte und/oder abgeleitete Werte (z. B. Quotient) können mit Sollwerten verglichen werden. Ggf. kann der Prozess beeinflusst oder modifiziert o- der angehalten werden. Die Werkstückhalterung mit

Druckluftzuführung wird als eigenständiger Teil der Erfindung angesehen.

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