用于二維地偏轉(zhuǎn)激光束的掃描裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助兩個(gè)分別繞軸線被可樞轉(zhuǎn)地支承的、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的鏡來二維地偏轉(zhuǎn)激光束的掃描裝置，所述掃描裝置包括具有第一鏡連同驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的第一馬達(dá)鏡單元和用于固定所述第一鏡單元的載體。此外本發(fā)明還涉及用于根據(jù)本發(fā)明的掃描裝置的馬達(dá)鏡單元的組。為了目標(biāo)指向地操縱激光束，已知的掃描裝置典型地具有兩個(gè)鏡，通過所述鏡，首先通過使第一鏡繞第一軸線樞轉(zhuǎn)并且接著通過使第二鏡繞第二軸線樞轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)或操縱所進(jìn)入的激光束。為了使鏡樞轉(zhuǎn)，分別設(shè)置驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與鏡一起構(gòu)成馬達(dá)鏡單元。受掃描裝置影響的激光束典型地在其進(jìn)入掃描裝置之前被準(zhǔn)直并在其從所述掃描裝置射出之后通過布置在該掃描裝置上的掃描物鏡(例如F/θ物鏡(F-/Theta-ObjektiV))聚焦。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，工業(yè)上的激光材料處理典型地不僅僅需要使在形狀和在強(qiáng)度上總是恒定的激光束精確地對(duì)準(zhǔn)或者偏轉(zhuǎn)。代替地，使用許多不同的激光類型，所述激光類型在它們的射束參數(shù)方面發(fā)生改變。尤其是通過組合不同的準(zhǔn)直焦距和透鏡焦距來實(shí)現(xiàn)各種成像比例，所述成像比例會(huì)導(dǎo)致不同的射束直徑。為了滿足對(duì)于射束直徑的不同要求，在市場(chǎng)上存在不同的掃描裝置，所述掃描裝置分別在結(jié)構(gòu)上適應(yīng)于相應(yīng)的激光束直徑(孔)。
[0003]如果應(yīng)該使具有小直徑的激光束偏轉(zhuǎn)，則眾所周知使用相應(yīng)地小的鏡，且所述鏡的鏡軸線彼此間以小間距布置，然而為了使具有較大直徑的激光束偏轉(zhuǎn)則使用較大的鏡并且所述鏡的鏡軸線須更遠(yuǎn)地彼此遠(yuǎn)離地布置，以便大鏡在樞轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞。通過射束走向或射束幾何形狀的所述改變(也就是通過不同大小的鏡彼此間隔不同距離布置)，能夠得到小偏轉(zhuǎn)鏡的改善的動(dòng)力學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。所述小偏轉(zhuǎn)鏡同樣眾所周知地尤其適用于特別快速且精確的操縱，這是因?yàn)樗鼈兣c較大的鏡相比沒有那么遲鈍進(jìn)而能夠更快速地且更精確地繞其軸線樞轉(zhuǎn)并進(jìn)行定位。不同鏡的上述相對(duì)空間上的(射束)偏移或者不同布置要求掃描裝置在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整。
[0004]為此，在市場(chǎng)上存在這樣已知的掃描裝置，在所述掃描裝置中為每個(gè)激光束直徑安裝并且裝配一種(孔)特定的安裝板。典型地在將所述安裝板安裝到所述掃描裝置中之前，根據(jù)所期望的激光束直徑，將經(jīng)相應(yīng)地調(diào)節(jié)的馬達(dá)鏡單元直接固定到這些不同的安裝板上。在此，相應(yīng)的安裝板在幾何形狀上這樣成形，從而使得連同所安裝的馬達(dá)鏡單元一起得出鏡或鏡軸線期望的空間布置，而為了使具有相應(yīng)激光束直徑的激光束偏轉(zhuǎn)，所述空間布置是必須的。因此，針對(duì)各個(gè)激光束直徑需要不同的安裝板。然而，已知的安裝板相對(duì)地重并且是僅在相對(duì)高耗費(fèi)的情況下(例如通過鑄造方法和精磨)才能制造的零件。此外，除了不同的馬達(dá)鏡單元，還必須提供這些安裝板，這會(huì)產(chǎn)生更多的耗費(fèi)。因此，不僅安裝板而且馬達(dá)鏡單元的已知更換不僅在所需要的零件方面而且在操縱方面均是昂貴且耗費(fèi)的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種開始時(shí)所述的掃描裝置，所述掃描裝置克服或者至少減少現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0006]所述目的通過一種開始時(shí)所述類型的掃描裝置來實(shí)現(xiàn)，所述掃描裝置的特征在于包括至少兩個(gè)分別具有裝配法蘭的第一馬達(dá)鏡單元，所述第一馬達(dá)鏡單元分別具有相同的接觸面并且在鏡大小和/或鏡位置方面相互不同并且所述裝配法蘭可選地能夠利用所述接觸面可拆卸地固定在載體的相同的第一安裝面上。通過借助裝配法蘭可選地固定不同的第一馬達(dá)鏡單元，掃描裝置能以有利的方式利用同一個(gè)(通用)載體來偏轉(zhuǎn)具有不同射束直徑的激光束，因?yàn)殓R軸線的不同空間位置或者不同的鏡位置(以及不同的鏡大小)適應(yīng)于通過不同射束直徑而改變的射束幾何形狀。例如通過第一馬達(dá)鏡單元以及其裝配法蘭得出第一鏡軸線的空間定向，所述定向適于使具有小射束直徑的激光束偏轉(zhuǎn)，然而通過另一第一馬達(dá)鏡單元以及其裝配法蘭得出該第一鏡軸線的另一空間定向，所述定向適于使具有較大射束直徑的激光束偏轉(zhuǎn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明僅僅需要唯一的、用于所有不同射束直徑的載體(通用載體)，由此不必更換多個(gè)具有特定孔眼的安裝板。因此，載體能在結(jié)構(gòu)上集成到根據(jù)本發(fā)明的(通用)掃描裝置中，由此在生產(chǎn)掃描裝置時(shí)節(jié)約成本并且在處理載體或者掃描裝置時(shí)耗費(fèi)降低。根據(jù)本發(fā)明的掃描裝置構(gòu)成模塊化的(通用)系統(tǒng)或者模塊化的布置，所述模塊化系統(tǒng)或者模塊化布置適用于將具有不同射束直徑的激光束偏轉(zhuǎn)。在此，本發(fā)明的載體在大小、幾何形狀或者構(gòu)型方面適應(yīng)于從最小到最大的、需要被掃描裝置覆蓋的射束直徑的要求。
[0008]第一馬達(dá)鏡單元的軸線結(jié)合其裝配法蘭相對(duì)于該裝配法蘭接觸面定位在一個(gè)空間位置處，所述空間位置不同于另一第一馬達(dá)鏡單元的軸線結(jié)合另一裝配法蘭相對(duì)于該另一裝配法蘭的接觸面占據(jù)的空間位置。由于裝配法蘭分別具有相同的接觸面，但相應(yīng)軸線的空間位置或者相應(yīng)的鏡空間位置彼此不同。此外裝配法蘭能夠通過該接觸面可拆卸地固定在載體的安裝面上，其中，所述接觸面形成在所述裝配法蘭上。所述裝配法蘭在一定程度上用作在一方面的鏡連同驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和另一方面的載體之間的適配件。在具有兩個(gè)鏡的掃描裝置中，鏡軸線通常彼此傾斜地布置，所述鏡分別繞所述鏡軸線被可樞轉(zhuǎn)地支承。應(yīng)理解的是，視應(yīng)使多少不同射束直徑可選地通過該掃描裝置偏轉(zhuǎn)而定，不僅可以設(shè)置兩個(gè)不同的裝配法蘭，而且可以設(shè)置馬達(dá)鏡單元的三個(gè)或更多個(gè)不同的裝配法蘭。
[0009]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式中，具有第二鏡連同驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的第二馬達(dá)鏡單元為了固定在載體上具有裝配法蘭，所述裝配法蘭能夠利用接觸面可拆卸地固定在載體的第二安裝面上。該實(shí)施形式的優(yōu)選改進(jìn)方案特征在于至少兩個(gè)分別具有裝配法蘭的第二馬達(dá)鏡單元，所述第二馬達(dá)鏡單元分別具有相同的接觸面并且在鏡大小和/或鏡位置方面相互不同并且所述第二馬達(dá)鏡單元可選地能夠可拆卸地固定在載體的相同第二安裝面上。因此，第二馬達(dá)鏡單元能夠以有利的方式分別可選地利用一個(gè)裝配法蘭或者另一裝配法蘭固定在載體上，由此，進(jìn)一步提高用于實(shí)現(xiàn)掃描裝置中不同射束直徑的不同射束幾何形狀(或者射束走向或射束偏移)的構(gòu)型靈活性。那么不僅掃描裝置的第一鏡能通過可選地將不同的第一鏡馬達(dá)裝配法蘭組合(馬達(dá)鏡單元)固定在其空間定位中而進(jìn)行可變地布置，而且另外第二鏡也可通過第二馬達(dá)鏡單元進(jìn)行可變地布置。
[0010]在另一優(yōu)選實(shí)施形式中，載體具有帶有接收開口的壁，所述接收開口用于將馬達(dá)鏡單元至少部分地配合到所述載體中。所述接收開口在固定在載體上的位置中至少部分地包圍所述馬達(dá)鏡單元并因此保護(hù)所述馬達(dá)鏡單元。此外所述接收開口還使得將馬達(dá)鏡單元定位或?qū)氲皆摻邮臻_口中變的容易，并且對(duì)于載體構(gòu)造成具有內(nèi)部空間的載體的情況，以簡(jiǎn)單的方式和方法釋放通往用于馬達(dá)鏡單元安裝過程的該內(nèi)部空間的入口。
[0011]在前述實(shí)施形式的優(yōu)選改進(jìn)方案中，接收開口的輪廓與多個(gè)能夠可選地布置的馬達(dá)鏡單元的不同鏡大小和/或不同的鏡位置相適應(yīng)。因此，接收開口的輪廓(或者所述接收開口的開口橫截面)有利地適應(yīng)于不同的鏡軸線或者鏡位置的偏移，所述偏移通過利用不同的裝配法蘭將不同的馬達(dá)鏡單元可選地固定在載體上而出現(xiàn)。接收開口的大小在此至少與這樣所配合進(jìn)的或者所安裝的馬達(dá)鏡單元的徑向延伸部(尤其是至少與其馬達(dá)外直徑)相一致，所述馬達(dá)鏡單元設(shè)計(jì)用于偏轉(zhuǎn)具有最大射束直徑的激光束。
[0012]在另一優(yōu)選實(shí)施形式中，載體具有用于入射激光束的入射開口，所述入射開口的開口橫截面與多個(gè)能夠可選布置的馬達(dá)鏡單元的不同鏡大小和/或不同的鏡位置相適應(yīng)。通過所述適配能夠以有利的方式使具有不同直徑的激光束偏轉(zhuǎn)，而所述激光束也不會(huì)僅僅部分地射到載體上(或者射到所述載體的壁上)并且也不會(huì)被阻止在掃描裝置內(nèi)部繼續(xù)傳播。此外，通過所述適配，入射開口僅僅限制在載體的范圍上，不同的激光束根據(jù)不同射束直徑的不同射束幾何形狀通過所述入射開口射入。使入射開