DE10005592C1 - Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft hand- und maschinenführbare Laserwerkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken. DOLLAR A Die Laserwerkzeuge zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass der Laserstrahl zum Schweißen, Beschichten, Härten oder Schneiden von Werkstücken schräg mit einem Winkel größer/gleich 5 DEG und kleiner/gleich 45 DEG auf die Bearbeitungsstelle fällt. Durch den schräg auftreffenden Laserstrahl als Bearbeitungsstrahl bleibt die senkrechte Achse gegenüber der Bearbeitungsstelle für die Beobachtung/Detektierung und/oder eine weitere Bearbeitung frei. Die weitere Bearbeitung ist dabei z. B. ein durch eine Düse auf die Bearbeitungsstelle senkrecht fallender Gas- oder Flüssigkeitsstrahl, durch den das durch den Laserstrahl aufgeschmolzene Material des Werkstücks aus der Schnittfuge herausbefördert wird. Die senkrechte Positionierung der dazu notwendigen Düse im Laserwerkzeug garantiert zur Werkstückoberfläche rechtwinklige Schnittflächen. DOLLAR A Ein weiterer Vorteil ergibt sich, da der von der Bearbeitungsstelle reflektierte Strahl durch ein optisches Element definiert zur Unterstützung des Bearbeitungsprozesses verwendet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft hand- und maschinenführbare Laserwerkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken.

Bekannte handführbare Vorrichtungen zum Laserschweißen von Werkstücken wie unter anderem in der DE 196 36 458 (Manuell zu positionierende und zu betätigende Einrichtung zum Laserstrahlschweißen) weisen einen relativ großen Bearbeitungskopf mit innenliegenden Achsen oder Scannern auf, um eine in der Länge und im Querschnitt genügend große Schweiß­ naht zu erzeugen. Die Öffnung für den senkrecht geführten Laserstrahl entspricht der Reich­ weite der eingebauten Achsen und umfasst mehrere cm². Eine universelle Einsetzbarkeit für andere Verfahren ist nicht gegeben.

Ein bis 5° schräggestellter Laserstrahl wird bei maschinengeführten Laserköpfen zur Vermei­ dung von Schäden durch den reflektierten Strahl z. B. bei der Bearbeitung von Aluminium an­ gewandt. Dabei wird der ganze Laserkopf einschließlich Blasgasdüse geschwenkt. In der DE 298 15 556 U1 (Materialbearbeitungssystem mittels Hochleistungsdiodenlaser) ist ein Laserbearbeitungssystem beschrieben, bei dem ein Laserstrahl unter einem Winkel schräg auf die Bearbeitungsstelle gerichtet und die unter dem selben Winkel reflektierte Laserstrah­ lung von einem optischen Detektor erfasst ist. Dieser Detektor ist mit einer im Werkzeug integrierten Steuer- und Regeleinrichtung verbunden, die auch auf die Laserstrahlquelle ein­ wirkt. Bei dem Laserstrahl handelt es sich um einen Pilotlaserstrahl, der zum Einen dem Einhalt eines definierten Abstandes zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück und zum Anderen der Realisierung eines vorbestimmten Winkels des Werkzeugs zum Werkstück dient. In der JP 09-220 688 A (Handbetätigtes Laserbearbeitungssystem) ist ein handführbares Laserbearbeitungswerkzeug angegeben, das über der Bearbeitungsstelle ein Bildaufnahme­ system außerhalb der Achse des Laserstrahles aufweist. Damit wird eine direkte Beobachtung der Bearbeitungsstelle mit dem ungeschützten Auge vermieden, wodurch eine erhöhte Sicherheit erreicht wird. Allerdings erfolgt eine schräge Beobachtung der Bearbeitungsstelle, so dass insbesondere bei einer großflächigen Bearbeitung Einschränkungen gegeben sind. Aus der DE 37 10 816 A1 (Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls) ist ansich bekannt, zur Ermittlung der verfügbaren Laserstrahlenergie einen Sensor einzusetzen, der mit einem Prozessrechner verbunden ist, um die Laserstrahlquelle steuern zu können. Eine Auswertung erfolgt dabei dahingehend, ob der Bearbeitungsprozess planmäßig verläuft oder zu Unregelmäßigkeiten führt. Eine direkte Beobachtung der Bearbei­ tungsstelle ist nicht möglich.

Ein maschinenführbares Werkzeug, bei dem der Bearbeitungslaserstrahl schräg auf die Bear­ beitungsstelle gerichtet ist und ein Strahlungssensor in Strahlrichtung des reflektierten Laser­ strahles angeordnet ist, ist aus der JP 08-118 056 A bekannt. Eine Beobachtung der Bearbei­ tungsstelle ist dabei nicht vorgesehen.

In der DE 39 38 029 A1 (Mobile Laser- Schneideinheit) wird der Laserstrahl durch eine gegenüber dem Laserkopf feststehenden Reflexionsscheibe zum Abschirmen der Reflexions­ strahlen geführt, die für eine Orientierung weiterhin mit bestimmten Linien versehen ist. Diese Reflexionsscheibe dient damit zum Einen dem Schutz vor den Reflexionsstrahlen und zum Anderen als Positionier- und Führungshilfe bei der Bearbeitung des Werkstückes. Aus der JP 09-300 088 A (Handführbares Laserstrahlwerkzeug) ist insbesondere eine Kopp­ lung zwischen einem Bildaufnahmesystem der Bearbeitungsstelle im Werkzeug und eine damit verbundene Bildwiedergabeeinrichtung bekannt. Die Bildwiedergabeeinrichtung ist ein Display, das tragbar am Kopf des Bearbeiters angeordnet ist, so dass dieser während der Bearbeitung des Werkstückes die Hände frei bewegen kann.

Eine Kombination aus Laser- und Flüssigkeitsstrahl wird bisher dadurch realisiert, dass der Laserstrahl in einen Wasserstrahl mittleren Drucks gespiegelt wird. Dabei wird der Wasser­ strahl als Lichtwellenleiter genutzt. Dafür sind aufwendige Vorrichtungen notwendig.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Bearbei­ tungsstelle während des Bearbeitungsvorganges bei hand- und maschinengeführten Laser­ werkzeugen zu beobachten und/oder die Laserbearbeitung eines Werkstückes zu ermöglichen.

Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Das hand- und maschinenführbare Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Laserstrahl zum Schweißen, Beschichten, Härten oder Schneiden von Werkstücken schräg mit einem Winkel größer/gleich 5° und kleiner/gleich 45° auf die Bearbeitungsstelle fällt. Dadurch ist es möglich, eine Entkopplung von Beobachtung/­ Detektierung der Bearbeitungsstelle und der Bearbeitung und/oder weiterer Bearbeitungs­ technologien zu schaffen. Durch den schräg auftreffenden Laserstrahl als Bearbeitungsstrahl bleibt die senkrechte Achse gegenüber der Bearbeitungsstelle für die Beobachtung/Detek­ tierung und/oder eine weitere Bearbeitung frei.

Die weitere Bearbeitung ist dabei z. B. ein durch eine Düse auf die Bearbeitungsstelle senkrecht fallender Gas- oder Flüssigkeitsstrahl, durch den das durch den Laserstrahl aufgeschmolzene Material des Werkstücks aus der Schnittfuge herausgedrückt wird. Die senkrechte Positionie­ rung der dazu notwendigen Düse im Laserwerkzeug garantiert zur Werkstückoberfläche recht­ winklige Schnittflächen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, da der von der Bearbeitungsstelle reflektierte Strahl durch ein optisches Element definiert weiterbehandelt werden kann. Der Strahl kann durch unterschied­ liche Ausbildung des optischen Elementes z. B. zur Erzeugung eines Doppelfokus (Schweißen von Aluminium) oder zum Vor- und Nachwärmen der Bearbeitungsstelle (Schweißen spröd­ harter Materialien) genutzt werden. Eine Schädigung des Werkzeuges bei der Bearbeitung stark reflektierender Materialien wird vermieden.

Insbesondere eine schwenkbare Scheibe in der optischen Achse des Laserstrahles in Strahlrich­ tung nach der Laserstrahlen erzeugenden, auskoppelnden oder formenden Einrichtung im Laserwerkzeug führt zu einer oszillierenden Bewegung des Laserstrahles quer zur Richtung der Führungsbewegung. Dieser Sachverhalt ist besonders beim Schweißen von Vorteil, wobei mit einem breiten Laserstrahl größere Kantenunebenheiten der zu schweißenden Körper bei gleichbleibender Verfahrbewegung überbrückbar sind. Das ist sowohl bei einem hand- als auch einem maschinengeführten Laserwerkzeug besonders vorteilhaft. Im zweiten Fall ist die Genauigkeitsanforderung an die Maschine z. B. eines Roboters nicht so hoch, so dass eine wesentliche Kostenersparnis gegeben ist.

Ein im optischen Element integrierter Strahlungssensor stellt über Differenzbildung zu einem im Strahlengang vor der Bearbeitungsstelle positionierten Streustrahlungssensor ein Signal als direktes Maß für eine Kontrolle der an der Bearbeitungsstelle umgesetzten Energie dar. Dadurch ist die Energieeinbringung während der Bearbeitung über z. B. einen gleichfalls inte­ grierten Mikrorechner als Steuer- und/oder Regeleinrichtung sehr genau steuerbar. Gegenüber bekannten Einrichtungen wird der Umlenkspiegel eingespart.

Die Entkopplung von Beobachtung und Bearbeitung führt dazu, dass der reflektierte Laser­ strahl nicht auf das Bildaufnahmesystem in Form z. B. einer Kamera trifft. Eine dadurch her­ vorgerufene Zerstörung dieses Bildaufnahmesystems wird verhindert.

Eine Bildwiedergabeeinrichtung an oder die Integration einer in das Laserwerkzeug ist beson­ ders für ein handgeführtes Laserwerkzeug von besonderem Vorteil. Damit ist der Bediener in der Lage, die von ihm gewählte Bearbeitungsstelle entsprechend der Geometrien der zu bear­ beiteten Werkstücke ständig zu beobachten und auf besondere Bedingungen bei der Bearbei­ tung zu reagieren.

Extern angeordnete Bildwiedergabeeinrichtungen sind vorzugsweise bei einem maschinenge­ führten Laserwerkzeug von besonderem Vorteil. Diese ist z. B. Bestandteil einer komplexen Bedieneinrichtung der Maschine selbst oder mit mehreren Bestandteil einer Überwachungs­ station.

Die Entkopplung der beiden Bearbeitungstechnologien in Form der Laserstrahlbearbeitung und der Bearbeitung mit strömenden Medien führt dazu, dass für die strömenden Medien durch das Nichtvorhandensein von optischen Elementen keine technologischen Begrenzungen z. B. hin­ sichtlich des Druckes oder des Durchmessers beachtet werden müssen. Der Durchmesser der Düse für das strömende Medium ist unabhängig vom Fokusdurchmesser des Laserstrahles wählbar, insbesondere sind sehr kleine Düsendurchmesser erzielbar.

Der Aufbau des Laserwerkzeugs zeichnet sich weiterhin durch seine einfache Realisierung aus, so dass dieses leicht mit Hand führbar oder an eine Maschine z. B. einen Roboter montierbar ist.

Die Bildwiedergabeeinrichtung kann in einer Brille angeordnet sein, so dass für das Bedien- oder Arbeitspersonal die Beobachtung völlig gefahrlos durchführbar ist. Besonders bei hand­ geführten Bearbeitungsvorgängen ist das von großer Bedeutung. Sonst für den Laserschutz eingesetzte teure Beobachtungsfenster mit Schutzbeschichtung werden eingespart. Ein weiterer Vorteil der Einrichtung besteht darin, dass die Einrichtung am Kopf trag- und befestigbar ist, so dass die Hände zur Durchführung und Steuerung des Bearbeitungsprozesses frei sind. Damit eignet sich die Einrichtung besonders für kompliziert aufgebaute Körper, die vorzugs­ weise nur mit Hand bearbeitbar sind, oder für Einzelanfertigungen, die sowohl per Hand als auch maschinell ausführbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 17 angegeben.

Vor allem die Realisierung aller optischen strahlführenden und/oder strahlformenden Einrich­ tungen aus Kunststoff oder die Ausbildung als Fresnel-Optiken nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 führt zu einem sehr leichten Laserwerkzeug, das insbesondere für ein hand­ geführtes Laserwerkzeug von besonderer Bedeutung ist. Damit wird eine schnelle Ermüdung des Bedieners unterdrückt. Bei der Maschinenführung ist eine höhere Dynamik erzielbar.

Eine elliptisch ausgebildete Austrittsstelle des Laserstrahles des Laserwerkzeugs nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 erlaubt eine optimale Anpassung an den schräggestellten Laserstrahl.

Die Weiterbildungen nach dem Patentanspruch 4 ermöglichen das definierte Abführen/Weg­ kühlen der von der Bearbeitungsstelle reflektierten Strahlen oder die Erzeugung eines zweiten Fokus zur Verbesserung der Schweißbaddynamik oder die Erzeugung eines ausgedehnten Temperaturfeldes um die Schweißstelle zur Verringerung von durch einen starken Temperatur­ gradienten induzierten in der Schweißstelle verbleibenden mechanischen Spannungen.

Durch Temperatursensoren und/oder Kühleinrichtungen entsprechend der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 ist eine Überwachung der Temperatur des optischen Elementes und/oder eine definierte Wärmeabfuhr möglich. Damit erfolgt eine thermische Stabilisierung des Elementes.

Das aus der Pulverdüse entsprechend der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 austretende Material dient insbesondere zum Schweißen oder Auftragsschweißen unter Zuführung von zusätzlichem Material auf die Schweißstelle. Die Pulverdüse ist dabei vorteilhafterweise in Bewegungsrichtung vor der Bearbeitungsstelle oder als Doppeldüse jeweils seitlich ange­ ordnet.

Die Anordnung der Austrittsstelle der Pulverdüse im Strahlengang der von der Bearbeitungs­ stelle reflektierten Strahlen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 führt vorteilhafter­ weise dazu, dass das auftreffende Pulver sowohl vorgewärmt und als auch dabei gleichzeitig nochmals getrocknet wird. Die Zuführung von eine Oxidation hervorrufenden Sauerstoff in die Schweißnaht wird weiter eingeschränkt. Damit werden mechanische Spannungen in der Schweißnaht weiter vermindert.

Eine Kombination des Bildaufnahmesystems mit einer Blasgaseinrichtung nach der Weiterbil­ dung des Patentanspruchs 8 dient dem Schutz des Bildaufnahmesystems vor aus der Bearbei­ tungsstelle austretenden Stoffen. Weiterhin ist es damit möglich, gleichzeitig Inertgas zum Schutz der Bearbeitungsstelle, insbesondere vor Sauerstoff, in das Laserwerkzeug einzublasen. Dieses Gas ist vorteilhafterweise gleichzeitig als Kühlmittel des Bildaufnahmesystems oder des gesamten Laserwerkzeugs, insbesondere der optischen Bestandteile, einsetzbar.

Ein Beleuchtungskörper im Laserwerkzeug für die Bearbeitungsstelle nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 dient der Beleuchtung dieser, so dass die Bildqualität gesteigert wird und die Bearbeitungsstelle vor und nach dem eigentlichen Bearbeitungsprozess betrachtet werden kann.

Die Düse nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 dient zusammen mit der Druck erhöhenden Einrichtung der Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit der in einem Vorrats­ behälter gespeicherten Flüssigkeiten oder Gasen, die insbesondere dem Aus- oder Abblasen des durch den Laserstrahl aufgeschmolzenen Materials der Werkstücke dienen. Damit sind auch dicke Werkstücke mit dem Laserstrahl schneidbar und die Schnittfuge ist z. B. mit Wasser effektiv kühlbar.

Der Fasersteckverbinder nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 verhindert eine Ver­ schmutzung der optischen Elemente des Laserwerkzeuges, da auf der Klappe abgelagerter Schmutz nicht nach innen gelangen kann.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 12 erlaubt eine Führung des Werkzeuges bei Handbe­ trieb.

Durch die Weiterbildungen des Patentanspruchs 13 ist ein gleichmäßiger Vorschub des Laser­ werkzeuges bei Handbetrieb möglich. Das Schwungrad gleicht natürliche Abweichungen in der Geschwindigkeit weitestgehend aus. In Verbindung mit einem Differential wird eine gleich­ mäßige Kurvengeschwindigkeit gewährleistet.

Die Geschwindigkeitsmesseinrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 erlaubt eine nicht aufwendig zu realisierende Messeinrichtung für die Bearbeitungsgeschwindigkeit des Laserwerkzeuges. Bei einer Geschwindigkeitsabnahme am Differential wird bei Kurvenfahrten automatisch die mittlere Geschwindigkeit registriert.

Die Steuer- und/oder die Regeleinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 mit dem Strahlungssensor, der Laserstrahlen erzeugenden Einrichtung, dem Temperatursensor, dem Thermostat oder der Kühleinrichtung, dem Transportmechanismus für das Pulver, der Druck erhöhenden oder mindestens konstant haltenden Einrichtung und der Geschwindigkeits­ messeinrichtung verbunden. Damit steht dem Nutzer ein kompaktes Laserwerkzeug zur Ver­ fügung. Dieser Sachverhalt wird durch die Weiterbildung des Patentanspruchs 16 durch die am Laserwerkzeug angeordnete Bedieneinrichtung weiter unterstützt.

Mit der die Laserleistung, den Gasstrahl, den Flüssigkeitsstrahl und den Pulverstrom entspre­ chend der Bearbeitungsgeschwindigkeit, den Einkoppelbedingungen des Werkstückes und den Vorgaben an der Bedieneinrichtung steuernde und/oder regelnde Software in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 17 werden zum Einen die Qualität der Bearbeitung wesentlich gesteigert und zum Anderen die Anforderungen an einen Bediener gesenkt. Dieser Sachverhalt unterstützt den universellen Charakter bei der Anwendung des Laserwerkzeugs wesentlich. Gleichzeitig sind gleichbleibende Qualitäten der Bearbeitungsstelle erzielbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines Laserwerkzeuges,

Fig. 2 eine Darstellung eines Laserwerkzeuges mit einer Pulverzuführung durch ein optisches Element,

Fig. 3 eine seitliche Pulverzuführung zur Bearbeitungsstelle,

Fig. 4 ein Laserwerkzeug mit Wasser- oder Gasstrahl,

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung zur Beobachtung der Bearbeitungsstelle und

Fig. 6 eine prinzipielle Darstellung einer Einrichtung zur Beobachtung der Bearbeitungsstelle und des Umfeldes.

1. Ausführungsbeispiel

Das hand- und maschinenführbare Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken 1 besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel, das vorrangig zum Schweißen oder Härten eingesetzt wird, aus einem Gehäuse 7, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtung 4, ein Bildaufnahmesystem und eine Blasgasdüse 10 angeordnet sind.

Eine Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2 ist in einer ersten Ausführungsform ein faserge­ führter Hochleistungsdiodenlaser.

In einer zweiten Ausführungsform wird ein fasergeführter Nd:YAG-Hochleistungslaser einge­ setzt.

Der Fasersteckverbinder 3 des Laserwerkzeugs verhindert durch eine sich nach außen öffnende Klappe beim Einstecken des vom Laser kommenden Fasersteckverbinders eine Verschmutzung der optischen Elemente des Laserwerkzeuges, da auf der Klappe abgelagerter Schmutz nicht nach innen gelangen kann. Die Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtungen 4 sind so im Gehäuse 7 plaziert, dass die Laserstrahlen schräg mit einem Winkel von 30° über eine Austrittsöffnung 6 im Gehäuse 7 auf die Bearbeitungsstelle 8 treffen. Diese Austrittsöffnung 6 weist die Form einer Ellipse auf.

In der Senkrechten und mit einem Abstand über der Austrittsöffnung 6 und damit über der Bearbeitungsstelle 8 befindet sich der optische Eingang mindestens eines Bildaufnahmesystems in Form einer Kamera 9 und eine Blasgasdüse 10. Für die Aufnahme eines Stereobildes der Bearbeitungsstelle 8 sind zwei Kameras 9 im Gehäuse 7 angeordnet. Die Kamera/Kameras 9 ist/sind mit der Blasgaseinrichtung kombiniert.

Für eine optimale Ausleuchtung der Bearbeitungsstelle 8 insbesondere vor und nach dem Be­ arbeitungsvorgang befindet sich ein Beleuchtungskörper im Gehäuse 7 des Laserwerkzeugs. Die Wellenlänge des Beleuchtungskörpers richtet sich nach dem gewünschten Bild der Be­ arbeitungsstelle 8. Der Beleuchtungskörper ist in der Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dar­ gestellt.

In der optischen Achse des Laserstrahles 5 in Strahlrichtung nach dem Laser oder den Einrich­ tungen 4 befindet sich schwenkbar eine Scheibe 15 im Gehäuse 7 des Laserwerkzeugs, die aus Kunststoff oder Glas besteht. An der Scheibe 15 ist ein Antrieb 16 in Form eines Elektromag­ neten, eines Piezoschwingers oder eines Schrittmotors angebracht. Mit der gegenüber dem Laser oder der Einrichtungen 4 pendelnden Bewegung der Scheibe 15 oszilliert der austretende Laserstrahl 5 quer zur Bewegungsrichtung. Damit eignet sich dieser Laserstrahl 5 neben dem Schweißen auch sehr gut zum Härten. In der Fig. 1 ist ein derartig ausgestaltetes Laserwerk­ zeug prinzipiell dargestellt.

An die Austrittsöffnung 6 der Laserstrahlen 5 des Laserwerkzeugs ist eine Strahlfalle in Form einer bewegbaren Klappe angeordnet. Diese Klappe wird mechanisch über einen daran ange­ koppelten verschiebbaren Ring oder Stift bewegt. Vorteilhafterweise wird beim Aufsetzen des Laserwerkzeugs auf das Werkstück 1 der Ring oder der Stift in das Gehäuse 7 hineingescho­ ben, so dass die Klappe gleichzeitig geöffnet wird. Der auf dem Werkstück 1 aufsitzende Ring dient gleichzeitig dem Strahlungsschutz. Dieser ist mit einem diamantähnlichen Kohlenstoff beschichtet, um die Gleiteigenschaften zu verbessern und den Verschleiß zu vermindern. In der Klappe ist ein die reflektierte Reststrahlung 17 der Bearbeitungsstelle 8 aufnehmendes opti­ sches Element 18 integriert. Als optisches Element 18 ist entweder eine Strahlfalle, ein fokus­ sierender Spiegel oder ein zerstreuender Spiegel verwendbar. Die einzelnen optischen Elemen­ te 18 sind austauschbar ausgeführt. Zum Schweißen mit einer definierten in die Bearbeitungsstelle 8 eingebrachten Laserleistung wird eine gekühlte Strahlfalle eingesetzt. Beim Schweißen von Aluminium wird mit einem fokussierenden Spiegel gearbeitet, um einen zweiten Fokus zu erzeugen und die entstehende Dampfkapillare zu vergrößern. Dadurch wird ein besseres Aus­ gasen der Bearbeitungsstelle bewirkt und eine qualitativ hochwertige Schweißnaht erzeugt. Beim Schweißen von sprödharten Materialien (z. B. Keramik) oder beim Härten wird ein zer­ streuender Spiegel eingesetzt. Dadurch wird der entstehende Temperaturgradient vermindert, das zu weniger Rissen beim Schweißen oder zu einer Erhöhung der Härtegeschwindigkeit mit einer größeren Haltezeit führt. Das optische Element 18 ist weiterhin mit einem Temperatur­ sensor 19 und einer Kühl- oder Thermostatisierungseinrichtung verbunden. Der Temperatur­ sensor 19 liefert entweder eine der Temperatur äquivalente elektrische Spannung oder bewirkt eine elektrische Stromänderung in einem elektrischen Stromkreis, so dass die Kühl- oder Ther­ mostatisierungseinrichtung steuerbar ist.

Ein im optischen Element 18 ebenfalls integrierter Strahlungssensor 20 stellt über Differenz­ bildung zu einem im Strahlengang vor der Bearbeitungsstelle 8 positionierten Streustrahlungs­ sensor 11 ein Signal als direktes Maß für eine Kontrolle der an der Bearbeitungsstelle 8 umge­ setzten Energie dar. Dadurch ist das Einbringen der Energie während der Bearbeitung sehr genau regel- und steuerbar.

Das Bildaufnahmesystem in Form der Kamera 9 ist über ein Bildverarbeitungssystem 12 mit mindestens einem Bildschirm als Bildwiedergabeeinrichtung 13 verbunden.

Bei der Realisierung eines mit einem Handgriff 24 versehenen und handgeführten Laserwerk­ zeugs ist die Bildwiedergabeeinrichtung 13 ein Bestandteil des Laserwerkzeugs selbst und ent­ weder in das Gehäuse 7 integriert oder befindet sich seitlich und/oder klappbar an dem Gehäu­ se 7 des Laserwerkzeugs.

Bei einem maschinengeführten Laserwerkzeug befindet sich die Bildwiedergabeeinrichtung 13 als externes Gerät separat an der Maschine. Als Maschine kommt z. B. ein Roboter zum Ein­ satz.

Die die Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2, der Antrieb 16 für die Scheibe 15, der Tem­ peratursensor 19, die Strahlungssensoren 20, die Kühl- oder Thermostatisierungseinrichtung, die Gaszuführung und der Beleuchtungskörper sind mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung in Form eines Mikrorechners verbunden. Dieser ist zweckmäßigerweise im Gehäuse 7 des Laser­ werkzeugs insbesonders bei der handgeführten Variante integriert. Der Mikrorechner ist gleichzeitig Bestandteil des Bildverarbeitungssystems 12. Damit sind die internen und/oder externen Bestandteile des Laserwerkzeugs softwaremäßig steuer- oder regelbar. Über die implementierte Software wird die Laserleistung entsprechend der Bearbeitungsgeschwindig­ keit, den Einkoppelbedingungen des Werkstückes 1 und den Vorgaben an die Bedieneinrich­ tung gesteuert. Die Bedieneinrichtung befindet sich gut sichtbar über dem Handgriff 24. An der Bedieneinrichtung ist die Art des Materiales (z. B. Stahl, Edelstahl, Aluminium usw.) und die Materialdicke voreinstellbar. Die implementierte Software beinhaltet Daten der Technologie, so dass die Laserleistung entsprechend berechen- und regelbar ist. An der Bedieneinrichtung befindet sich eine Anzeige, mit deren Hilfe sichtbar ist, ob sich der Bediener mit der Geschwin­ digkeit im für die Bearbeitung des Werkstückes 1 notwendigen Regelbereich befindet. Die An­ zeige besteht z. B. aus einer grünen und zwei roten lichtemittierenden Halbleiterdioden. Ist die Geschwindigkeit zu niedrig oder zu hoch leuchten jeweils die roten lichtemittierenden Halb­ leiterdioden.

In der Fig. 1 ist ein derartig realisiertes Laserwerkzeug prinzipiell dargestellt, wobei die Be­ dieneinrichtung nicht gezeigt ist.

Für eine leichte und ermüdungsfreie Handhabung des Laserwerkzeugs ist in Vorschubrichtung nach der Austrittsstelle des Laserstrahles 5 eine Führungseinrichtung insbesondere in Form eines Schlittens oder einer Doppelrolle 14 angebracht. Der Schlitten ist mit einem diamantähn­ lichen Kohlenstoff beschichtet. In den Doppelrollen 14 befindet sich ein Schwungrad zum Aus­ gleich von Geschwindigkeitsschwankungen und/oder ein Differential zur Messung der resul­ tierenden Geschwindigkeit bei Kurvenfahrten. Die Einrichtung zur Messung der Geschwindig­ keit ist mit dem Mikrorechner verschalten.

Zur Erhöhung der Lasersicherheit befindet sich am Laserwerkzeug eine mit einem Finger be­ dienbare Zustimmtaste. Nur nach oder bei gedrückter Zustimmtaste ist der Laserstrahl aus­ lösbar. Diese ist mit dem Mikrorechner verschalten.

In einer weiteren Variante ist die Position der Klappe als Strahlfalle über einen Bewegungs­ sensor oder im offenen oder geschlossenen Zustand über einen Anschlagschalter erfassbar. Dieser Sensor ist mit dem Mikrorechner verbunden.

2. Ausführungsbeispiel

Das hand- und maschinenführbare Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken 1 besteht in einem zweiten vorrangig zum Pulverauftragsschweißen genutzten Ausführungsbeispiel aus einem Gehäuse 7, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtung 4 und mindestens eine Pulverdüse 22 angeordnet sind.

Die Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2 ist ein fasergeführter Hochleistungsdiodenlaser. Dieser oder die Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtung 4 sind so im Gehäuse 7 plaziert, dass die Laserstrahlen 5 mit dem kleinst möglichen Winkel schräg über eine Aus­ trittsöffnung 6 im Gehäuse 7 auf die Bearbeitungsstelle 8 treffen. Der kleinst mögliche Winkel ist durch die Brennweite und Apertur der Abbildungsoptik und die Bedingung, dass keine Strahlungsanteile in die Optik zurückreflektiert werden sollen, definiert. Die Austrittsöffnung 6 weist die Form einer Ellipse auf.

In den Gang des von der Bearbeitungsstelle 8 reflektierten Strahles 17 ist ein optisches Ele­ ment 18 integriert. Das ist wahlweise entweder eine Strahlfalle, ein fokussierender Spiegel oder ein zerstreuender Spiegel. Weiterhin ist dieses mit einem Temperatursensor 19 und einer Kühl- oder Thermostatisierungseinrichtung verbunden. Der Temperatursensor 19 liefert entweder eine der Temperatur äquivalente elektrische Spannung oder bewirkt eine elektrische Stromän­ derung in einem elektrischen Stromkreis, so dass die Kühl- oder Thermostatisierungseinrich­ tung steuerbar ist. Ein zusätzlich angebrachter Strahlungssensor 20 dient der Messung der von der Bearbeitungsstelle 8 rückreflektierten Laserstrahlung 17.

Weiterhin ist im Gehäuse 7 des Laserwerkzeuges mindestens eine in die Richtung der Bearbei­ tungsstelle 8 weisende Pulverdüse 22 angeordnet. Diese ist über eine Schlauchverbindung als Zuleitung 21 für das Pulver und einer Pulverfördereinrichtung mit einem Pulverbehälter ver­ bunden. Die Pulverdüse 22 ist weiterhin so ausgestaltbar, dass diese in Richtung der Bearbei­ tungsstelle 8 verschiebbar ist.

In einer ersten Variante befindet sich die Pulverdüse 22 in dem Strahlengang der reflektierten Strahlung 17 der Bearbeitungsstelle 8. Die Zuleitung 21 des Pulvers ist entweder durch das optische Element 18 oder seitlich heranführbar. Die Pulverdüse 22, die vorteilhafterweise aus Kupfer oder einem hochschmelzenden Material ist, wird durch die reflektierte Strahlung 17 aufgeheizt. Das führt zu einer Vorerwärmung und daraus resultierender Trocknung des aus­ tretenden Pulvers. Dieser Sachverhalt wird durch die Bewegung des Pulvers in der reflektierten Strahlung 17 weiter erhöht. Damit sind insbesondere hochschmelzende Pulverschichten auf Werkstücke 1 aus niedrigschmelzenden Material aufschweißbar. Die Fig. 2 zeigt eine prinzi­ pielle Darstellung.

In einer zweiten Variante befinden sich zwei rechteckförmige Pulverdüsen 22 an den beiden Längsseiten des elliptischen Laserstrahlfleckes. Beide Pulverdüsen 22 sind auf den Laserstrahl­ fleck gerichtet und längs verschiebbar, so dass dadurch der Bearbeitungsfleck entsprechend der zu realisierenden Bearbeitungsgeschwindigkeit justierbar ist. Durch die gegenüberliegende An­ ordnung ist das Pulver sehr effektiv verarbeitbar, da das an der Oberfäche des Werkstücks 1 reflektierte Pulver praktisch durch den gegenüberliegenden Pulverstrahl an der Bearbeitungs­ stelle 8 gehalten wird. Damit ist ein Arbeiten mit hohen Pulverausbeuten und hohen Auftrags­ leistungen gegeben. Diese Variante ist in der Fig. 3 dargestellt.

Bei einer dritten Variante wird das Pulver über eine mittig im Gehäuse angeordnete Düse zugeführt. Das Pulver dient in dieser Anordnung hauptsächlich der Unterstützung des Schweißprozesses.

Das Laserwerkzeug ist sowohl mit der Hand als auch mit einer Maschine führbar. Im ersten Fall ist am Laserwerkzeug ein Handgriff 24 angebracht. Als Maschine kommt z. B. ein Roboter zum Einsatz.

Die die Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2, der Temperatursensor 19, die Strahlungssen­ soren 20, die Kühl- oder Thermostatisierungseinrichtung und die Pulverfördereinrichtung sind mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung in Form eines Mikrorechners verbunden. Dieser ist zweckmäßigerweise im Gehäuse 7 des Laserwerkzeuges insbesonders bei der handgeführten Variante integriert. Damit sind die internen und/oder externen Bestandteile des Laserwerk­ zeuges softwaremäßig steuer- oder regelbar. Über die implementierte Software werden die Laserleistung und der Pulverstrom entsprechend der Bearbeitungsgeschwindigkeit, den Ein­ koppelbedingungen des Werkstückes 1 und den Vorgaben an die Bedieneinrichtung gesteuert. Für eine leichte und ermüdungsfreie Handhabung des Laserwerkzeuges ist in Vorschubrichtung nach der Austrittsstelle des Laserstrahles eine Führungseinrichtung insbesondere in Form eines Schlittens oder einer Doppelrolle 14 angebracht. Diese sind so ausgebildet, dass die aufge­ tragene Schweißnaht nicht berührt wird.

3. Ausführungsbeispiel

Das hand- und maschinenführbare Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken 1 besteht in einem dritten vorwiegend zum Schneiden eingesetzten Ausführungsbeispiel aus einem Ge­ häuse 7, in dem eine Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtung 4 und eine Hoch­ druckdüse 23 angeordnet sind.

Die Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2 ist vorzugsweise ein Hochleistungsdiodenlaser. Dieser oder die Laserstrahlen einkoppelnde und formende Einrichtung 4 sind so im Gehäuse 7 plaziert, dass die Laserstrahlen 5 schräg mit einem Winkel zwischen ≧ 10° und ≦ 15° über eine Austrittsöffnung 6 im Gehäuse 7 auf die Bearbeitungsstelle 8 treffen. Diese Austrittsöffnung 6 weist die Form einer Ellipse auf.

Im Gehäuse 7 ist ein die reflektierte Reststrahlung 17 der Bearbeitungsstelle 8 verarbeitendes optisches Element 18 integriert. Dieses ist als fokussierender Spiegel ausgebildet. Der Fokus ist auf die Bearbeitungsstelle 8 gerichtet.

Die Hochdruckdüse 23 im Gehäuse 7 gegenüber der Bearbeitungsstelle 8 ist über eine die Menge und die Geschwindigkeit von Flüssigkeiten oder Gasen erhöhende Einrichtung mit einem Vorratsbehälter für die Flüssigkeiten oder die Gase verbunden. Derartige Einrichtungen sind z. B. Pumpen für Flüssigkeiten oder Kompressoren für Gase.

In einer ersten Variante wird als Medium zur Unterstützung des Schneidprozesses Wasser ver­ wendet. Die eingesetzten Hochdruckdüsen 23 liefern einen Wasserstrahl mit einem Durchmes­ ser von 0,02 mm bis 0,2 mm. Der Druck des Wassers beträgt 100 bar bis 1000 bar je nach dem zu schneidenden Material. Sich im Laserwerkzeug ansammelndes Wasser wird über eine zu­ sätzliche Einrichtung abgesaugt. Die mit dem entstehenden Wasserdampf in Berührung kom­ menden Optiken wird über eine Vorrichtung freigeblasen.

Durch den zusätzlichen Hochdruckwasserstrahl entsteht eine Kombination zwischen Wasser­ strahl- und Laserstrahlschneiden. Insbesondere Kunststoffe lassen sich verbrennungsfrei be­ arbeiten.

In einer zweiten Variante wird als Medium zur Unterstützung des Schneidprozesses Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, verwendet. Der Druckbereich des verwendeten Gases ist gleich/grö­ ßer 50 und kleiner/gleich 200 bar, so dass für die Bearbeitung ein nicht aufwendiger Flaschen­ druckminderer einsetzbar ist. Der gegenüber bisher beim Hochdruckschneiden verwendete stark erhöhte Druck verbessert die Schnittqualität erheblich.

Das Laserwerkzeug ist sowohl von Hand als auch mit einer Maschine führbar. Zur Handbe­ arbeitung ist am Laserwerkzeug ein Handgriff 24 angebracht.

Als Maschine kommt z. B. ein Roboter zum Einsatz.

Die die Laserstrahlen erzeugende Einrichtung 2 und die Gaszuführung einschließlich der den Druck der Flüssigkeiten oder Gasen erhöhenden oder mindestens konstant haltenden Einrich­ tung sind mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung in Form eines Mikrorechners verbunden. Dieser ist zweckmäßigerweise im Gehäuse 7 des Laserwerkzeuges insbesonders bei der hand­ geführten Variante integriert. Damit sind die internen und/oder externen Bestandteile des Laserwerkzeuges softwaremäßig steuer- oder regelbar. Über die implementierte Software werden die Laserleistung und der Gasstrahl oder der Flüssigkeitsstrahl entsprechend der Bearbeitungsgeschwindigkeit, den Einkoppelbedingungen des Werkstückes 1 und den Vor­ gaben an die Bedieneinrichtung gesteuert. In der Fig. 4 ist ein derartig realisiertes Laserwerk­ zeug prinzipiell dargestellt.

Für eine leichte und ermüdungsfreie Handhabung des Laserwerkzeuges ist in Vorschubrichtung nach der Austrittsstelle 6 des Laserstrahles eine Führungseinrichtung insbesondere in Form eines Schlittens oder einer Doppelrolle 14 angebracht. In den Doppelrollen 14 befindet sich ein Schwungrad und/oder ein Differential.

4. Ausführungsbeispiel

Das Laserwerkzeug ist in einem vierten Ausführungsbeispiel entsprechend des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels ausgeführt. Die Kamera 9 des Laserwerkzeugs ist mit einer externen und trag­ baren Bildwiedergabeeinrichtung 13 in einer Brille 25 verkoppelt. Die Fig. 5 zeigt prinzipiell eine derartige Einrichtung.

Die Kamera 9 ist mit einem Bildverarbeitungssystem 12 verbunden, so dass die Bilddaten für eine drahtgebundene oder drahtlose Übertragung zur Verfügung stehen. Dieses Bildverarbei­ tungssystem 12 ist räumlich mit der Kamera 9 verkoppelt und in oder an dem Laserwerkzeug angeordnet. In einer Variante ist das der Mikrorechner des ersten Ausführungsbeispiels. Das aufbereitete Bild der Bearbeitungsstelle 8 wird zu einer Bildwiedergabeeinrichtung 13 gesendet. Das ist z. B. ein Flüssigkristalldisplay 26, das in der Brille 25 so eingebracht ist, dass es wenigstens über ein Auge des Bedieners wahrgenommen wird. Die Brille 25 ist gleichzeitig eine Schutzbrille für Laserstrahlung. Diese ist dabei entweder für den Bediener undurchsichtig oder halbdurchlässig ausgeführt. Im ersten Fall ist das Flüssigkristalldisplay 26 so auslegbar, dass das Bild der Bearbeitungsstelle 8 über beide Augen des Bedieners wahrnehmbar ist. Im zweiten Fall ist der Bediener in der Lage, über ein Auge die Bearbeitungsstelle 8 und über das andere Auge das Umfeld zu beobachten.

In einer weiteren Variante des Ausführungsbeispiels sind im Laserwerkzeug zwei Kameras 9 unter dem Winkel entsprechend der der menschlichen Augen angebracht. Die Wiedergabe des Bildes erfolgt mit einer Brille 25, die für jedes Auge eines Betrachters ein separates Flüssig­ keitskristalldisplay 26 besitzt. Eine solche Anordnung ermöglicht volles räumliches Sehen, was für den Bediener einen erheblichen Informationsgewinn darstellt.

5. Ausführungsbeispiel

Das Laserwerkzeug eines fünften Ausführungsbeispiels entspricht dem des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels. Die Bildwiedergabeeinrichtung 13 ist in einer Brille 25 untergebracht. Die Fig. 6 zeigt prinzipiell eine derartige Einrichtung.

Eine Kamera 9 befindet sich im Gehäuse 7 des Laserwerkzeugs und nimmt das Bild der Bear­ beitungsstelle 8 auf. Die Aufnahme ist in einer Ausführungsform durch eine eingebrachte Be­ leuchtung unterstützbar. Die Kamera 9 ist mit einem Bildverarbeitungssystem 12 verbunden, so dass diese Bilddaten für eine drahtgebundene oder drahtlose Übertragung zur Verfügung stehen. Dieses Bildverarbeitungssystem 12 ist räumlich mit der Kamera 9 verkoppelt und in oder an dem Laserwerkzeug angeordnet.

Ein weiteres Bildaufnahmesystem in Form einer tragbaren Kamera 27 ist entweder an einem Stirnband oder an der Brille 25 so befestigt, dass das Blickfeld des Bedieners aufgenommen wird. Die tragbare Kamera 27 ist mit einem weiteren Bildverarbeitungssystem verbunden, so dass diese Bilddaten gleichfalls für eine drahtgebundene oder eine drahtlose Übertragung zur Verfügung stehen.

Das erste aufbereitete Bild der Bearbeitungsstelle 8 und das zweite aufbereitete Bild des Um­ feldes werden zu wenigstens einer Bildwiedergabeeinrichtung 13 gesendet. Das ist z. B. ein Flüssigkristalldisplay 26, das in der Brille 25 eingebracht ist.

In einer ersten Ausführungsform des Ausführungsbeispiels sind zwei Flüssigkeitsdisplays 26 in der Brille 25 so angebracht, dass jedes jeweils mit einem Auge wahrgenommen wird.

In einer zweiten Ausführungsform wird das Bild der Bearbeitungsstelle 8 und das Bild des Um­ feldes auf ein in der Brille 25 angeordnetes Flüssigkeitskristalldisplay 26 gesendet. Die Bilder sind in folgenden Varianten auf dem Flüssigkristalldisplay 26 darstellbar:

• - räumlich getrennt nebeneinander oder ineinander oder
• - zeitlich nacheinander, wobei die Zeit der Darstellung des jeweiligen ersten oder zweiten Bildes festlegbar ist.

Die Brille 25 ist gleichzeitig eine Schutzbrille für Laserstrahlung. Diese ist dabei für den Be­ diener undurchsichtig ausgeführt, so dass dieser sich auf die Bilder konzentrieren kann. In einer Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels ist die tragbare Kamera 27 insbesondere für Infrarotstrahlung entsprechend der eingesetzten Laserwellenlänge empfindlich. Dadurch ist es möglich, ständig die bei der Bearbeitung frei werdende Streustrahlung des Laserwerkzeugs zu sehen und bei Gefahrensituationen die Bearbeitung abzubrechen.

Claims (17)

1. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken mit folgenden Merkmalen:

• - einer die Bearbeitungslaserstrahlen entweder erzeugenden (2) oder einkoppelnden Einrichtung (4) im Laserwerkzeug, wobei die Laserstrahlen (5) schräg mit einem Winkel größer/gleich 5° und Meiner/gleich 45° abweichend von der Senkrechten auf die Bearbeitungsstelle (8) fallen,
• - einer in der optischen Achse des Laserstrahles (5) in Strahlrichtung nach der Laserstrahlen entweder erzeugenden (2) oder einkoppelnden Einrichtung (4) im Laserwerkzeug und gegenüber dieser schwenkbar angeordneten Scheibe (15) aus einem optisch durchlässigen Stoff oder Fokussieroptik,
• - einem im Strahlengang der von der Bearbeitungsstelle (8) unter gleichem Winkel reflektierten Strahlen (17) angeordnetem optischen Element (18) mit einem Strahlungssensor (20),
• - einem im Strahlengang vor der Bearbeitungsstelle (8) angeordnetem Strahlungssensor (11),
• - einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung im Laserwerkzeug, die wenigstens mit den Strahlungssensoren (20, 11) und der Laserstrahlen erzeugenden Einrichtung (2) verbunden ist und
• - einem Bildaufnahmesystem, wobei dieses über ein Bildverarbeitungssystem (12) mit mindestens einer Bildwiedergabeeinrichtung (13) als ein Bestandteil des Laserwerkzeugs und/oder als ein externes Gerät verbunden ist,
  und/oder wenigstens einer Düse mit einem Abstand und nicht in Achse des Laserstrahles (5) über der Bearbeitungsstelle (8).

2. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einen die Scheibe (15) aus Kunststoffund zum Anderen die Laserstrahlen einkoppelnde Einrichtung (4) und die Fokussieroptik aus Glas oder dass die Scheibe (15), die Fokussieroptik, die Laserstrahlen einkoppelnde und/oder formende Einrichtung (4) aus Kunststoff bestehen und/oder dass die Laserstrahlen einkoppelnde und/oder die formende Einrichtung (4) als Fresnel-Optik ausgebildet sind.

3. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (6) des Laserstrahles (5) des Laserwerkzeugs elliptisch ausgebildet ist.

4. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (18) als Strahlfalle, fokussierender Spiegel oder zerstreuender Spiegel ausgebildet ist.

5. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach den Patentansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Element (18) mit einem Temperatursensor (19) und/oder entweder einer Kühl- oder einer Thermostatisierungseinrichtung verbunden ist.

6. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Laserwerkzeug mindestens eine in die Richtung der Bearbeitungsstelle (8) weisende Pulverdüse (22) befindet und dass diese über einen Transportmechanismus mit einem extern angeordneten oder im Laserwerkzeug integrierten Pulverbehälter verbunden ist.

7. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach den Patentansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zuleitung (21) für das Pulver im optischen Element (18) befindet und/oder dass die Austrittsstelle der Pulverdüse (22) im Strahlengang der von der Bearbeitungsstelle (8) reflektierten Strahlen (17) angeordnet ist.

8. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildaufnahmesystem mit einer Blasgaseinrichtung (10) kombiniert ist.

9. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Laserwerkzeug ein Beleuchtungskörper für die Bearbeitungsstelle (8) befindet.

10. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse über eine den Druck von Flüssigkeiten oder Gasen erhöhenden oder mindestens konstant haltenden Einrichtung mit einem Vorratsbehälter für Flüssigkeiten oder Gase verbunden ist.

11. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen einkoppelnde Einrichtung (4) als Fasersteckverbinder (3) mit nach außen öffenbarer Klappe ausgebildet ist.

12. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Laserwerkzeug in Vorschubrichtung nach der Austrittsöffnung (6) des Laserstrahles (5) eine Führungseinrichtung insbesondere in Form eines Schlittens oder einer Doppelrolle (14) angebracht ist.

13. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Doppelrollen (14) ein Schwungrad und/oder ein Differential integriert sind.

14. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelrollen (14) mit einer Geschwindigkeitsmesseinrichtung verkoppelt sind.

15. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach den Patentansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder die Regeleinrichtung zusätzlich mit dem Temperatursensor, der Thermostatisierungs- oder Kühleinrichtung, dem Transportmechanismus für das Pulver, der Druck erhöhenden oder mindestens konstant haltenden Einrichtung und der Geschwindigkeitsmesseinrichtung verbunden ist.

16. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung mit einer am Laserwerkzeug angeordneten Bedieneinrichtung verbunden ist.

17. Hand- und maschinenführbares Laserwerkzeug nach den Patentansprüchen 1, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Laserleistung, den Gasstrahl, den Flüssigkeitsstrahl und den Pulverstrom entsprechend der Bearbeitungsgeschwindigkeit, den Einkoppelbedingungen des Werkstückes (1) und den Vorgaben an der Bedieneinrichtung steuernde und/oder regelnde Software in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung implementiert ist.