Patent DE-102015015112-B4 (DE)
Title: Vorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls
Inventor: LESSMÜLLER ECKHARD
IPC: G01B9/02
Filed: 2015-11-23
Granted: 2022-02-10
Abstract: Vorrichtung (10) zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses (18) zur Materialbearbeitung mittels eines optischen Messstrahls (42),wobei ein Bearbeitungsstrahl (18) über eine Bearbeitungsstrahloptik (12) auf ein Werkstück (W) projizierbar und/oder fokussierbar ist, wobei die Bearbeitungsstrahloptik (12) eine Mehrzahl optischer Elemente aufweist, wobei der Bearbeitungsstrahl (18) nach dem Austreten aus der Bearbeitungsstrahloptik (12) bis zum Auftreffen auf das Werkstück (W) eine Wegstrecke durchläuft,wobei die Vorrichtung einen optischen Kohärenztomographen (14) umfasst mit:- einer Lichtquelle zum Erzeugen des Messstrahls (42),- einer Analyseeinrichtung (S) zum Analysieren eines vom Werkstück (W) reflektierten Teils des Messstrahls (42),- einer Messstrahloptik (58),- einem optischen Messarm (M), in dem der Messstrahl (42) von der Lichtquelle (44) ausgehend über die Messstrahloptik (58) sowie die Bearbeitungsstrahloptik (12) auf das Werkstück (W) projiziert und/oder fokussiert, von diesem zumindest teilweise reflektiert und zur Auswertung zu der Analyseeinrichtung (S) geführt wird, und- einem optischen Referenzarm (R), der zu Überwachung des Bearbeitungsstrahls (18) mittels des optischen Messstrahls (42) den Messarm (M) optisch nachbildet und von einem Referenzstrahl (100) durchlaufen wird,wobei der Referenzarm (R) oder der Messarm (M) eine Dispersionsausgleichvorrichtung (82) zum Ausgleich von optischen Dispersionseffekten in der Bearbeitungsstrahloptik (12) aufweist,wobei weiter die Dispersionsausgleichvorrichtung (82) dazu ausgebildet ist, optische Dispersionseffekte zu kompensieren, die aus einer fehlenden Übereinstimmung des von dem Messstrahl (42) und dem Referenzstrahl (100) in der Messstrahloptik (58) und in der Bearbeitungsstrahloptik (12) durchlaufenen optischen Materials des Messarms (M) und des von dem Referenzstrahl (100) durchlaufenen optischen Materials des Referenzarms (R) resultieren,dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Bearbeitungsstrahl (18) nach dem Austreten aus der Bearbeitungsstrahloptik (12) bis zum Auftreffen auf das Werkstück (W) durchlaufene Wegstrecke aus einem während der Bearbeitung des Werkstücks gleichbleibenden Wegstreckenabschnitt (d) und einem während der Bearbeitung nach Maßgabe der Relativposition des Werkstücks und der Bearbeitungsstrahloptik (12) variablen Wegstreckenabschnitt (e) besteht, wobei der Referenzarm (R) oder der Messarm (M) eine Einrichtung zum Ausgleich des variablen Wegstreckenabschnitts (e) aufweist, wobei der Referenzarm (R) umfasst:- einen ersten Ausgleichsabschnitt (56) zum Nachbilden des optischen Wegs des Messstrahls (42), den dieser beim Durchlaufen einer zu der Messstrahloptik (58) führenden optischen Zuleitung (54) und beim Durchlaufen der Messstrahloptik (58) sowie beim Durchlaufen des gleich bleibenden Wegstreckenabschnitts (d) zwischen der Bearbeitungsstrahloptik (12) und dem Werkstück (W) zurücklegt, und- einen zweiten Ausgleichsabschnitt zum Nachbilden des optischen Wegs des Messstrahls (42), den dieser beim Durchlaufen der Bearbeitungsstrahloptik (12) und beim Durchlaufen des variablen Wegstreckenabschnitts (e) zurücklegt.