Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls mit zumindest einem Lidar-Sensor zur Erfassung von Objekten in der Umgebung.

Technischer Hintergrund

Bei der Bearbeitung eines Werkstücks mittels Laserstrahls, d.h. bei der Laserbearbeitung, wird der Laserstrahl für gewöhnlich durch eine Relativbewegung zwischen einem den Laserstrahl einstrahlenden Laserbearbeitungskopf und dem Werkstück entlang eines Bearbeitungspfads geführt.

Höhere Laserleistungen beim Laserschneiden und -schweißen ermöglichen immer höhere Prozessgeschwindigkeiten, wodurch die Anforderungen an eine Steuerung bzw. Regelung des Bearbeitungsprozesses deutlich steigen und eine potenzielle Gefahr aufgrund der hohen Laserleistung zunimmt. Insbesondere steigen die Anforderungen an die Kollisionsprävention, da die Reaktionszeit sinkt und mögliche Kollisionen drastischere Folgen haben können. Daher ist es vorteilhaft, die Umgebung des Laserbearbeitungskopfes optisch so zu vermessen, dass unvorhergesehene Objekte detektiert werden können. Es wird also Sensorik benötigt, die den Raum um den Laserbearbeitungskopf berührungslos und dreidimensional abtastet, um etwaige Störteile, wie aufstehende Bauteile, unterschiedliche Blechdicken oder Verschmutzungen, zu erkennen.

DE 28 29 851 Al beschreibt eine Anordnung zur Messung des Abstands zwischen einem metallischen Werkstück und einem Bearbeitungswerkzeug mittels einer kapazitiven Abstandssensorik, die eine Bearbeitung von Werkstücken mit unregelmäßiger Oberfläche und insbesondere parallel zur Werkzeugbahn verlaufenden Erhebungen ermöglicht.

DE 10 2017 201 730 Al betrifft ein Verfahren zum Schweißen und eine Schweißanordnung, wobei mit einer Time-of-Flight (ToF) Erfassungsvorrichtung ein Beobachtungsfenster auf dem Werkstück erfasst wird, das der Schweißstelle zumindest teilweise vorauseilt.

DE 10 2015 015 651 B3 betrifft eine Überwachungsvorrichtung für ein Laserbearbeitungssystem mit einer Messstrahlquelle und einer Registriereinheit, die einen durch die Umgebung reflektierten Anteil des Messstrahls erfasst. Der Messstrahl wird koaxial zum Bearbeitungsstrahl in einen Laserbearbeitungskopf eingekoppelt, sodass Messstrahl und Bearbeitungsstrahl auf gemeinsame Positionen in der Umgebung ausrichtbar sind.

DE 10 2012 212 278 Al betrifft eine Anordnung zum Erzeugen von Bohrungen oder Schweißnähten, wobei mittels einer koaxialen Autofokussiereinheit ein Abstand zwischen Werkstück und Anordnung erfasst wird. Die Autofokussiereinheit kann eine OCT Vorrichtung, eine ToF Kamera oder eine Triangulationseinheit umfassen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laserbearbeitungskopf mit einer effizienten und versatilen Vorrichtung zur Prozessraumbeobachtung, insbesondere zur Beobachtung des dreidimensionalen Prozessraums, bereitzustellen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laserbearbeitungskopf mit einer Vorrichtung zur Prozessraumbeobachtung bereitzustellen, die auch bei hohen Prozess- bzw. Bearbeitungsgeschwindigkeiten eine zuverlässige Objekterkennung im Prozessraum ermöglicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laserbearbeitungskopf mit einer Vorrichtung zur Prozessraumbeobachtung bereitzustellen, die eine flächige Objekterkennung bzw. eine flächige Detektion von Hindernissen im Prozessraum ermöglicht.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Laserbearbeitungskopf mit einer Vorrichtung zur Prozessraumbeobachtung bereitzustellen, die durch eine zuverlässige Objekterkennung im Prozessraum eine Steuerung bzw. Regelung des Bearbeitungsprozesses, insbesondere zur Überwachung des Bearbeitungsprozesses und/oder zur Kollisionsprävention, ermöglicht.

Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Laserbearbeitungskopf zur Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere eines metallischen Werkstücks, mittels eines Laserstrahls: ein Gehäuse, in dem eine Optik zum Führen und/oder Formen des Laserstrahls, beispielsweise eine Fokussieroptik zum Fokussieren des Laserstrahls, angeordnet ist; wenigstens einen Lidar-Sensor zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Laserbearbeitungskopf und einem Objekt in einem Erfassungsraum bzw. in einem Prozessraum; wobei der Lidar- Sensor außen am Gehäuse angebracht ist und ein Strahlengang des Lidar-Sensors außerhalb des Gehäuses verläuft.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst ein Verfahren zum Überwachen eines Laserbearbeitungsprozesses die Schritte: Durchführen des Laserbearbeitungsprozesses durch Einstrahlen eines Laserstrahls von einem Laserbearbeitungskopf (z.B. ein Laserbearbeitungskopf gemäß einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele) auf zumindest ein Werkstück, insbesondere ein metallisches Werkstück, wobei der Laserbearbeitungskopf und das Werkstück relativ zueinander entlang eines Bearbeitungspfads bewegt werden, Erfassen von Abstandsdaten während des Laserbearbeitungsprozesses durch zumindest einen am Laserbearbeitungskopf angeordneten Lidar-Sensor, welcher einen ersten Erfassungsraum und einen zweiten Erfassungsraum abtastet und entsprechende Abstandsdaten erfasst, wobei der erste Erfassungsraum eine größere Entfernung vom Laserbearbeitungskopf aufweist als der zweite Erfassungsraum und der Lidar-Sensor die Abstandsdaten des ersten Erfassungsraums mit einer geringeren Auflösung (bzw. mit einem gröberen Bildpunktraster und/oder mit einer geringeren Abtastrate) als die Abstandsdaten des zweiten Erfassungsraums erfasst, und Bestimmen basierend auf den erfassten Ab Standsdaten, ob in dem ersten Erfassungsraum und/oder in dem zweiten Erfassungsraum ein Hindernis in einem Bereich entlang des Bearbeitungspfads vorliegt. Der erste Erfassungsraum kann auch als Fernbereich und der zweite Erfassungsraum als Nahbereich bezeichnet werden. Der Lidar-Sensor kann außen am Laserbearbeitungskopf bzw. an einem Gehäuse des Laserbearbeitungskopfs angebracht sein und/oder ein Strahlengang des Lidar-Sensors kann außerhalb des Laserbearbeitungskopfs bzw. eines Gehäuses des Laserb earb eitungskopf s verl aufen .

Der Laserbearbeitungskopf kann eine Steuerung umfassen, die eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auszuführen.

In der vorliegenden Offenbarung wird als Prozessraum ein Raum bezeichnet, innerhalb dessen sich der Laserbearbeitungskopf relativ zum Werkstück bewegen kann, und insbesondere ein Raum, innerhalb dessen sich der Laserbearbeitungskopf relativ zum Werkstück während des Bearbeitungsprozesses und/oder entlang eines für den Bearbeitungsprozess vorgegebenen Bearbeitungspfads bewegen kann. Mit anderen Worten ist der Prozessraum bezüglich des Werkstücks definiert, d.h. das Werkstück ist im Prozessraum stationär. Als Erfassungsraum wird der Bereich des Prozessraums bezeichnet, der durch den Lidar-Sensor erfasst werden kann bzw. in dem der Lidar-Sensor Objekte erfassen kann. Der Erfassungsraum ist ein Bereich des Prozessraums, d.h. der Erfassungsraum liegt im Prozessraum. Der Erfassungsraum kann definiert sein durch eine Anbauhöhe des Lidar-Sensors am Laserbearbeitungskopf und/oder einen Erfassungs- bzw. Öffnungswinkel des Lidar-Sensors. Als TCP -Bereich wird der Bereich des Prozessraums bezeichnet, in den der Laserstrahl bezüglich des Laserbearbeitungskopfs gerichtet werden kann. Bei einem Festoptik-Laserbearbeitungskopf kann dies lediglich der Strahlverlauf des aus dem Laserbearbeitungskopf ausgetretenen Laserstrahls sein, d.h. eine Linie, die den TCP (tool center point, auch Bearbeitungspunkt genannt) bzw. den Fokuspunkt des Laserstrahls umfasst. Bei einem Scanner-Laserbearbeitungskopf kann dies ein kegelartiger Raum sein, der durch die Strahlauslenkungseigenschaften der Scanvorrichtung bestimmt ist.

Die vorliegende Offenbarung beschäftigt sich mit der dreidimensionalen (3D) Bildgebung für das Laserschneiden und-schweißen mittels mindestens eines Lidar-Sensors (light-detec- tion and ranging, auch bekannt als Ladar, laser-detection and ranging). Der Lidar-Sensor kann insbesondere eine Lidar-Kamera sein. Dabei können speziell die beiden Untergruppen der AMCW-Lidar-Sensoren (amplitude-modulated continous wave, auch bekannt als indirektes time-of-flight, iToF) und FMCW-Lidar-Sensoren (frequency-modulated continous wave) zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß soll der Raum außerhalb des unmittelbaren Bearbeitungsbereiches bzw. des TCP Bereichs vermessen werden, beispielsweise, um in der Umgebung des Laserbearbeitungskopfs angeordnete Objekte zu erfassen. Objekte können hierbei Hindernisse sein, die auf bzw. in einem Bereich um einen vorgegebenen Bearbeitungspfad für die Laserbearbeitung liegen, d.h. Objekte, die mit dem Laserbearbeitungskopf aufgrund der Relativbewegung zwischen Laserbearbeitungskopf und Werkstück entlang des Bearbeitungspfads kollidieren würden. Solche Hindernisse können aufstehende Blechteile, unterschiedlich dicke Werkstücke bzw. Bleche, Verschmutzungen, eine Spannvorrichtung zum Halten des Werkstücks etc. sein. Objekte können aber auch Merkmale des bzw. der bearbeiteten oder unbearbeiteten Werkstück(e) sein, etwa eine Fügekante bzw. ein Fügestoß zwischen zwei Werkstücken (d.h. im Vorlauf); eine Markierung bzw. Positionierhilfe an einer Spann- bzw. Haltevorrichtung zum Halten des Werkstücks oder eine Markierung bzw. Positionierhilfe auf dem Werkstück oder seitliche Konturen des Werkstücks zur Orientierung bzw. Ausrichtung des Laserbearbeitungskopfs; eine Topographie oder Oberflächenkrümmung bzw. -neigung des Werkstücks; oder eine durch die Laserbearbeitung erzeugte Schweißnaht oder Schnittkante (d.h. im Nachlauf).

Der erfindungsgemäße Laserbearbeitungskopf bietet durch die enorme Vielseitigkeit des Li- dar-Sensors bei einmaliger Implementierung sehr umfangreiche Möglichkeiten der Prozessraumbeobachtung. Insbesondere wird dadurch eine Objekterkennung in Bereichen ermöglicht, die für eine Prozessregelung und/oder für eine Regelung zur Kollisionsprävention verwendet werden kann.

Der Laserbearbeitungskopf bzw. das Verfahren gemäß einem der oben aufgeführten Aspekte kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:

Der Laserbearbeitungskopf kann ein Laserbearbeitungskopf zum Durchführen eines Bearbeitungsprozesses, insbesondere zum Laserschneiden, Lasertrennen, Laserschweißen, Laserlöten, Laserbohren etc., an dem Werkstück mittels des Laserstrahls sein. Das Werkstück kann insbesondere ein metallisches Werkstück sein.

Der Lidar-Sensor kann außen am Gehäuse (d.h. außerhalb des im Gehäuse definierten Optikraums), vorzugsweise abnehmbar bzw. reversibel, angebracht sein. Der Lidar-Sensor kann eine Lidar-Kamera und/oder zum ortsaufgelösten Erfassen von Abständen eingerichtet sein. Mit anderen Worten kann der Lidar-Sensor eingerichtet sein, Objekte in einem dreidimensionalen Erfassungsraum zu erfassen. Der Lidar-Sensor kann einen ToF-basierter Sensor sein. Der Lidar-Sensor kann ein FMCW-Lidar-Sensor oder ein AMCW -Lidar-Sensor sein, d.h. die Strahlung kann periodisch amplituden- oder frequenzmoduliert sein. Diese beiden Techniken eignen sich für räumliche Auflösung im sub-Millimeter Bereich.

Der Lidar-Sensor kann zumindest einen Detektor und zumindest einen Emitter umfassen. Der Detektor und der Emitter können räumlich benachbart zueinander oder räumlich getrennt voneinander vorgesehen sein. Wenn der Detektor und der Emitter räumlich getrennt voneinander vorgesehen sind, könnte der Emitter Erfassungsräume von verschiedenen Detektoren beleuchten. Mit anderen Worten könnten sich mehrere Detektoren einen Emitter teilen. Der Lidar-Sensor bzw. der Detektor kann zumindest eine Photodiode, ein Diodenarray, einen CMOS Sensor, zumindest eine Avalanche-Photodiode etc. umfassen. Der Lidar-Sensor bzw. der Emitter kann eine Strahlquelle, insbesondere eine Laserstrahlquelle, ein Strahlquellen- aray, ein Laserstrahlquellenarray, zumindest eine LED, ein LED-Array, zumindest ein VCSEL, ein VCSEL-Array etc. umfassen. Der Emitter bzw. die Strahlquelle kann eine Laserstrahlquelle oder ein Strahlquellenarray im sichtbaren, nahinfraroten oder infraroten Frequenzbereich sein.

Der Lidar-Sensor kann ferner eine Strahlformungsoptik umfassen, beispielsweise einen Diffusor, ein diffraktives Element, ein Weitwinkelobjektiv oder eine Modulationsoptik.

Der Lidar-Sensor kann ferner zum Schutz vor Verschmutzung, z.B. durch Schmauch oder Spritzer, ein Schutzglas und/oder eine Crossjet-Vorrichtung zur Erzeugung eines Luftvorhangs umfassen.

Der Erfassungsraum des Lidar-Sensors kann zumindest teilweise außerhalb des TCP -Bereichs liegen und/oder einen Bereich der Werkstückoberfläche umfassen. Insbesondere kann der TCP außerhalb des Erfassungsraums des Lidar-Sensors liegen. Der Erfassungsraum des Lidar-Sensors kann auch vollständig außerhalb des TCP-Bereichs liegen, d.h. den TCP -Bereich nicht umfassen. Der Erfassungsraum des Lidar-Sensors kann zumindest teilweise oder nur teilweise durch die Werkstückoberfläche begrenzt sein. Der Erfassungsraum des Lidar- Sensors kann durch den Erfassungswinkel des Lidar-Sensors und zumindest teilweise durch das Werkstück bzw. die Werkstückoberfläche begrenzt sein. Der Erfassungsraum des Lidar- Sensors kann (zumindest teilweise) im Vorlauf und/oder Nachlauf des Laserbearbeitungskopfs angeordnet sein, und/oder seitlich vom Laserbearbeitungskopf. Im Vorlauf des Laserbearbeitungskopfs liegt ein zu bearbeitender Bereich des Werkstücks, im Nachlauf liegt ein schon bearbeiteter Bereich des Werkstücks.

Der Lidar-Sensor kann so am Gehäuse angeordnet sein, dass eine optische Achse des Lidar- Sensors und/oder eine Mittelachse seines Erfassungsraums einen Winkel größer 0° und/oder kleiner 90° zur optischen Achse der Fokussieroptik bzw. zu einer vertikalen Achse bildet, insbesondere einen Winkel größer 20°, 30° oder 45°. Der Lidar-Sensor kann schwenkbar und/oder verschiebbar am Gehäuse angebracht sein, sodass eine Lage des Erfassungsraums und/oder der optischen Achse des Lidar-Sensors einstellbar ist. Der Lidar-Sensor, insbesondere der Emitter und/oder der Detektor des Lidar-Sensors, kann um eine Achse schwenkbar sein, die senkrecht zur optischen Achse der Fokussieroptik und/oder horizontal und/oder parallel zu einer Seite des Gehäuses verläuft. Mit anderen Worten kann ein Abstrahl- und/oder Erfassungswinkel des Lidar-Sensors einstellbar sein. Der Lidar-Sensor, insbesondere der Emitter und/oder der Detektor des Lidar-Sensors, kann parallel zur optischen Achse der Fokussieroptik und/oder in vertikaler Richtung am Gehäuse verschiebbar sein. Mit anderen Worten kann eine Anbauhöhe des Lidar-Sensors einstellbar sein. Die Anbauhöhe und der Abstrahl- bzw. Erfassungswinkel sind für die Größe des Erfassungsraums und insbesondere für die Größe eines Messbereichs entscheidend.

Das Gehäuse kann eine Führung, z.B. eine Schiene, umfassen, entlang der der Lidar-Sensor verschiebbar ist. Eine Kante des Gehäuses, z.B. eine untere Kante, und/oder eine Ecke des Gehäuses, z.B. eine untere Ecke, kann eine Fase bzw. eine abgeschrägte Fläche aufweisen, an bzw. auf der der Lidar-Sensor angebracht ist.

Der Lidar-Sensor kann eine Halterung umfassen. Der Lidar-Sensor, d.h. der Emitter und/oder der Detektor des Lidar-Sensors, kann in der Halterung aufgenommen sein. Die Halterung kann schwenkbar und/oder verschiebbar und/oder lösbar und/oder drehbar am Gehäuse angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Emitter und/oder der Detektor schwenkbar und/oder verschiebbar in der Halterung angeordnet sein. Der Lidar-Sensor kann motorisch und/oder automatisiert um eine Achse senkrecht zur optischen Achse der Fokussieroptik und/oder um eine horizontale Achse schwenkbar sein.

Eine Steuerung, z.B. die Li dar- Steuerung oder die Steuerung des Laserbearbeitungskopfs, kann eingerichtet sein, den Lidar-Sensor so zu steuern, dass er zwischen zwei Positionen hin und her geschwenkt wird. Auf diese Weise kann der Lidar-Sensor beispielsweise einen ersten Erfassungsraum im Fembereich und einen zweiten Erfassungsraum im Nahbereich aufweisen. Die Steuerung kann ferner eingerichtet sein, eine (laterale und/oder axiale) Auflösung des Lidar-Sensors an den jeweiligen Erfassungsraum anzupassen. Beispielsweise kann die Steuerung derart eingerichtet sein, sodass eine (laterale und/oder axiale) Auflösung des Lidar- Sensors im ersten Erfassungsraum geringer ist als im zweiten Erfassungsraum. Der Lidar-Sensor kann eingerichtet sein, seinen Erfassungsraum mit verschiedenen (lateralen und/oder axialen) Auflösungen zu erfassen. Mit anderen Worten kann eine (laterale und/oder axiale) Auflösung des Lidar-Sensors einstellbar sein. Eine Steuerung, z.B. die Lidar-Steue- rung oder die Steuerung des Laserbearbeitungskopfs, kann eingerichtet sein, eine (laterale und/oder axiale) Auflösung des Lidar-Sensors einzustellen.

Der Laserbearbeitungskopf kann ein Modul umfassen, das den zumindest einen Lidar-Sensor enthält und das lösbar am Gehäuse befestigt ist. Das Modul kann koaxial am Gehäuse befestigt sein. Das Modul kann eine Öffnung für den Strahlengang des Laserstrahls aufweisen, d.h. um den Laserstrahl mittig hindurchtreten zu lassen. Das Modul kann zwischen dem Gehäuse und einer Düse oder an einer Unterseite des Gehäuses anbringbar sein. Das Modul kann mehrere, insbesondere zumindest vier, Lidar-Sensoren umfassen, die ringsum die optische Achse der Fokussieroptik angeordnet sind. Das Modul kann motorisch oder händisch drehbar am Gehäuse befestigt sein. Durch eine solche drehbare Sensorik kann ein toter Winkel bzw. ein toter Bereich um den Laserbearbeitungskopf, d.h. ein Bereich, der von keinem Lidar-Sensor erfassbar ist, verringert werden. Es ist also eine Rundumsicht möglich. Das Modul kann eine Schnittstelle umfassen, um Daten von dem Lidar-Sensor an eine Steuerung des Laserbearbeitungskopfs (drahtlos oder drahtgebunden) zu übermitteln. Das Modul kann ein elektronisches Bauteil und/oder eine Modulsteuerung und/oder eine Li dar- Steuerung zum Steuern des zumindest einen Lidar-Sensors und ggf. weiterer Komponenten des Moduls umfassen. Das Modul kann einen Gas- Anschluss für eine Crossjet- Vorrichtung umfassen. Das Modul kann eine Unterkante mit einer Fase bzw. eine abgeschrägte Unterkante und/oder eine abgeschrägte Ecke umfassen, auf der zumindest einer der Lidar-Sensoren angeordnet ist.

Der Laserbearbeitungskopf kann eine Li dar- Steuerung zum Steuern des zumindest einen Lidar-Sensors und/oder zum Auswerten von Daten des zumindest einen Lidar-Sensors umfassen. Die Lidar- Steuerung kann eingerichtet sein, aus den erfassten Daten des zumindest einen Lidar-Sensors ein Ab Standssignal zu erzeugen. Die Lidar- Steuerung kann mit einer Steuerung des Laserbearbeitungskopfs (drahtgebunden oder drahtlos) zum unidirektionalen oder bidirektionalen Austausch von Daten verbunden sein, oder in diese integriert sein.

Der Laserbearbeitungskopf kann mehrere Lidar-Sensoren umfassen. Wenn sich die Erfassungsräume der Lidar-Sensoren überlappen, können die Lidar-Sensoren mit überlappenden Erfassungsräumen für unterschiedliche Wellenlängen(bereiche) empfindlich sein. Beispielsweise können vor den Detektoren der Lidar-Sensoren mit überlappenden Erfassungsräumen Filter für unterschiedliche Wellenlängen(bereiche) angeordnet sein, und/oder die Emitter der Lidar-Sensoren mit überlappenden Erfassungsräumen können in verschiedenen Wellenlängen(bereichen) emittieren. Die Lidar-Sensoren mit überlappenden Erfassungsräumen können auch alternierend angesteuert werden, z.B. durch eine gemeinsame Lidar- Steuerung der Lidar-Sensoren, die auch die Steuerung des Laserbearbeitungskopfs sein oder in dieser integriert sein kann. Mit anderen Worten können diese Lidar-Sensoren so angesteuert werden, dass sich ihre Erfassungszeiträume und/oder ihre Emissions- bzw. Beleuchtungszeiträume nicht überlappen.

Der wenigstens eine Lidar-Sensor kann einen ersten Lidar-Sensor mit einem ersten Erfassungsraum und einen zweiten Lidar-Sensor mit einem zweiten Erfassungsraum umfassen. Der zweite Erfassungsraum (Nahbereich) kann näher zum Laserbearbeitungskopf als der erste Erfassungsraum (Fernbereich) liegen. Die optische Achse des ersten Lidar-Sensors kann einen größeren Winkel zur optischen Achse der Fokussieroptik bilden als die optische Achse des zweiten Lidar-Sensors. Die optische Achse des ersten Lidar-Sensors kann einen Winkel zur optischen Achse der Fokussieroptik zwischen 70° und 110°, insbesondere von ca. 90° bilden. Die optische Achse des zweiten Lidar-Sensors kann einen Winkel zur optischen Achse der Fokussieroptik zwischen 10° und 50°, insbesondere zwischen 30° und 40° bilden. Der erste Erfassungsraum kann kleiner sein als der zweite Erfassungsraum.

Der erste Sensor kann eingerichtet sein, Abstände in seinem Erfassungsraum mit einer geringeren (lateralen und/oder axialen) Auflösung zu erfassen als der zweite Sensor. Alternativ kann eine Steuerung eingerichtet sein, den ersten und zweiten Sensor so anzusteuem dass der erste Sensor Abstände mit einer geringeren (lateralen und/oder axialen) Auflösung erfasst als der zweite Sensor. Mit anderen Worten kann ein nahe zum Laserbearbeitungskopf gelegener Bereich mit einer höheren (axialen und/oder lateralen) Auflösung vermessen werden, als ein entfernter Bereich. Beispielsweise darf in einem nahen Bereich kein Hindernis übersehen werden, während in der Ferne die Reaktionszeit länger ist und damit eine geringere Präzision nötig ist.

Es kann also vorteilhaft sein, Hindernisse mit unterschiedlichen Messrastern zu vermessen. Hindernisse, die näher am Laserbearbeitungskopf liegen, sollten mit höherer Auflösung abgetastet werden als Hindernisse, die weiter entfernt liegen. Gleichzeitig muss aber der Abtastraum bei näher liegenden Hindernissen nicht mehr so groß sein, wie bei weiter entfernten Hindernissen.

Der Laserbearbeitungskopf kann einen dritten Lidar-Sensor mit einem dritten Erfassungsraum umfassen, wobei der dritte Lidar-Sensor auf einer Vorderseite des Laserbearbeitungskopfs angeordnet ist, d.h. in Richtung einer Bewegung des Laserbearbeitungskopfs im Prozessraum, und/oder einen vierten Lidar-Sensor mit einem vierten Erfassungsraum, wobei der vierte Lidar-Sensor auf einer Rückseite des Laserbearbeitungskopfs angeordnet ist. Der dritte Erfassungsraum kann also im Vorlauf des Laserbearbeitungskopfs liegen und/oder der vierte Erfassungsraum kann im Nachlauf des Laserbearbeitungskopfs liegen. Der vierte Lidar-Sensor kann eingerichtet sein, Objekte mit geringerer (lateraler und/oder axialer) Auflösung zu erfassen als zumindest einer von den ersten, zweiten und dritten Lidar-Sensoren.

Für die 3D-Bildgebung können also unterschiedliche Messraster hinsichtlich der lateralen und axialen Auflösung sowie der Ausdehnung des abzubildenden Raumes angewandt werden. So kann der tiefe Raum bzw. der Fernbereich (>50cm und <500cm in Relation zum TCP) oder ein Erfassungsraum im Nachlauf mit einem gröberen, weiteren Raster abgetastet werden als der nahe Raum bzw. der Nahbereich (>20cm und <50cm in Relation zum TCP) oder ein Erfassungsraum im Vorlauf.

Der Laserbearbeitungskopf kann eine Steuerung zum Steuern und/oder Regeln des Bearbeitungsprozesses, z.B. basierend auf den von dem zumindest einen Lidar-Sensor erfassten Abstandsdaten, umfassen. Die Steuerung kann eine Li dar- Steuerung zum Steuern des zumindest einen Lidar-Sensors und/oder zum Auswerten von durch den Lidar-Sensor erfassten Daten bzw. Abständen umfassen. Die Steuerung kann zur Kollisionsprävention eingerichtet sein, ein Objekt basierend auf den durch den Lidar-Sensor erfassten Daten bzw. Abständen als kritisch oder unkritisch einzustufen. Die Einstufung eines Objekts als kritisch oder unkritisch kann abhängig von Prozessparametem erfolgen, z.B. einer Vorschubgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs im Prozessraum, einer (mechanischen und/oder sensorischen) Systemträgheit, einer Reaktionszeit, einem vorgegebenen Bearbeitungspfad etc.. Unkritisch bedeutet hier, dass der Laserbearbeitungskopf bei einer Bewegung entlang eines vorgegebenen Bearbeitungspfads nicht mit dem Objekt kollidieren würde - sei es aufgrund der Position oder aufgrund der Größe des Objekts. Entsprechend bedeutet kritisch, dass es zur Kollision des Laserbearbeitungskopfes mit dem Objekt kommen würde. Die Steuerung kann eingerichtet sein, eine Maßnahme zur Kollisionsprävention durchzuführen. Die Maßnahme kann entsprechend einem Abstand des als kritisch eingestuften Objekts zum Laserbearbeitungskopf gewählt werden aus zumindest einem von: Umfahren des Objekts, Stoppen des Bearbeitungsprozesses, Abschalten des Laserstrahls, und Verlangsamen oder Anhalten einer Relativbewegung zwischen dem Laserbearbeitungskopf und dem Werkstück.

Die Anforderungen an die Auflösung können im Zusammenhang mit einem Reaktionsraum des Laserbearbeitungskopfs stehen. Dieser Reaktionsraum ist über eine Reaktionszeit definiert, also die Zeit, die nötig ist, bis der Laserbearbeitungskopf bzw. das Laserbearbeitungssystem auf ein Hindernis reagiert. Dabei kann die Reaktion bzw. Maßnahme unterschiedlich ausfallen und vom Umfahren über Verzögern bis zum Not-Stopp der Maschine reichen. Außerdem beinhaltet eine Reaktion auch das mögliche Abschalten oder Blocken des Laserstrahls.

Die Einheit kann auch verwendet werden, um den Abstand der Schneiddüse zur Blechoberseite oder zu seitlich liegenden Konturen zu vermessen. So könnte eine kapazitive Abstandssensorik in absoluten Einheiten kalibriert oder gar ersetzt werden.

Kurzbeschreibung der Figuren

Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Laserbearbeitungskopfs mit einem Lidar- sensor und einem zweiten Lidarsensor, die jeweils außerhalb des Laserbearbeitungskopfs angeordnet sind;

Figur 2 eine weitere schematische Darstellung des Laserbearbeitungskopfs mit dem Li- darsensor, dem zweiten Lidarsensor und einem dritten Lidarsensor, die jeweils außerhalb des Laserbearbeitungskopfs angeordnet sind;

Figuren 3 A bis 3D verschiedene Anordnungen des Lidar-Sensors am Laserbearbeitungskopf. Figuren 4A bis 4C verschiedene Anordnungen mehrerer Lidar-Sensoren am Laserbearbeitungskopf.

Figuren 5 A und 5B ein an dem Laserbearbeitungskopf befestigbares Modul, in dem zumindest ein Lidar-Sensor angeordnet ist.

Ausführliche Beschreibung der Figuren

Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.

Figur 1 zeigt einen Laserbearbeitungskopf 1 mit einem Gehäuse 2, einer Fokussieroptik 9 und einer Düse 8. Die Fokussieroptik 9 umfasst eine Linse oder eine Linsengruppe zum Fokussieren des Laserstrahls 3. Der Laserstrahl tritt anschließend durch eine Öffnung aus der Düse 8 aus und trifft auf einen Bearbeitungsbereich bzw. TCP 5 auf dem Werkstück. Der Bearbeitungsbereich 5 kann eine Schneidfuge 6 in einem Werkstück 4 oder eine Schweißnaht 6 zwischen zwei Werkstücken 4 sein. Ferner kann eine Steuerung integriert in den Laserbearbeitungskopf 1 oder drahtgebunden bzw. drahtlos mit dem Laserbearbeitungskopf 1 verbunden vorgesehen sein. Die Steuerung 100 dient dazu, den Laserbearbeitungskopf 1 und dessen Komponenten zu steuern bzw. die Durchführung eines Laserbearbeitungsprozesses zu steuern. Die Steuerung 100 kann auch den Lidar-Sensor 11 ansteuern und/oder die durch den Lidar-Sensor erfassten Daten auswerten.

An einer Außenseite des Gehäuses 2, z.B. auf der Vorderseite in Bearbeitungsrichtung, ist ein (erster) Lidar-Sensor 11 angeordnet. Der Lidar-Sensor 11 kann Objekte in einem ersten Erfassungsraum 111 erfassen bzw. Abstände zu Objekten in diesem Erfassungsraum 111 bestimmen. Der Lidar-Sensor 11 kann ein erstes Abtastraster 112 mit einer vorgegebenen ersten Auflösung erzeugen. Der Lidar-Sensor 11 ist eingerichtet, Objekte im Vorlauf, d.h. in Bezug auf die Bearbeitungsrichtung vor dem Laserbearbeitungskopf angeordnete Objekte, zu erfassen. Der Erfassungsraum 111 des ersten Lidar-Sensors 11 ist vorzugsweise in den Raum gerichtet, kann aber zu einem Teil durch das Werkstück 4 begrenzt sein.

An einer unteren Kante des Gehäuses 2 kann ein zweiter Lidar-Sensor 12 angeordnet sein. Der zweite Lidar-Sensor 12 kann Objekte in einem zweiten Erfassungsraum 121 erfassen bzw. Abstände zu Objekten in diesem Erfassungsraum 121 bestimmen, der näher zum Laserbearbeitungskopf gelegen ist (Nahbereich). Der Lidar-Sensor 12 kann ein zweites Abtastraster 122 mit einer vorgegebenen zweiten Auflösung erzeugen. Die zweite Auflösung kann höher sein als die erste Auflösung bzw. das zweite Abtastraster 122 kann feiner sein als das erste Abtastraster 112. Die Auflösung des Lidar-Sensors 11 bzw. 12 kann auch entsprechend durch die Steuerung 100 eingestellt werden.

Eine Mittelachse des ersten Erfassungsraums 111 (d.h. die Mittelachse, die durch den ersten Lidar-Sensor führt) bildet einen größeren Winkel mit der optischen Achse der Fokussieroptik 9 als eine Mittelachse des zweiten Erfassungsraums 121. Mit anderen Worten ist der zweite Lidar-Sensor 12 mehr auf das Werkstück bzw. nach unten gerichtet als der erste Lidar-Sensor 11. Der zweite Erfassungsraum 121 kann kleiner sein als der erste Erfassungsraum 111. Der zweite Erfassungsraum 121 und der erste Erfassungsraum 111 können voneinander getrennt sein (wie in Figur 1 dargestellt), oder überlappen (wie in Figur 2 dargestellt).

Der erste Lidar Sensor 11 und der zweite Lidar-Sensor 12 können auf derselben Seite des Gehäuses 2 angeordnet sein, beispielsweise wie hier gezeigt auf einer Vorderseite bzw. in den Vorlauf gerichtet. Die Sensoren können aber auch auf verschiedenen Seiten des Gehäuses 2 angeordnet sein. Es können auch weitere Lidar-Sensoren an der bzw. den Außenseiten des Gehäuses 2 angeordnet sein. In den in Figuren 1 und 2 gezeigten Beispielen sind beide Erfassungsräume 111 und 121 in den Vorlauf gerichtet, d.h. in Bearbeitungsrichtung nach vorne gerichtet. Die vorliegende Offenbarung ist aber nicht darauf beschränkt. Die beiden Erfassungsräume 111 und 121 können beispielsweise auch in verschiedene Richtungen, z.B. in den Vorlauf und in den Nachlauf, gerichtet sein.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Laserbearbeitungskopfs 1 mit einem dritten Lidar-Sensor 13, der an einer Außenseite des Gehäuses 2, zwischen dem zweiten Lidar-Sensor 12 und dem ersten Lidar-Sensor 11 angeordnet ist. Der dritte Lidar-Sensor 13 weist einen dritten Erfassungsraum 131 auf und erzeugt ein drittes Abtastraster 132. Das erste Abtastraster 111, das zweite Abtastraster 122 und das dritte Abtastraster 132 können sich überlappen und eine unterschiedliche Größe haben bzw. unterschiedliche Raster mit unterschiedlichen Größen aufweisen.

Figuren 3 A bis 3D zeigen unterschiedliche Anordnungen eines Lidar-Sensors an dem Laserbearbeitungskopf 1. Ein oder mehrere Lidar-Sensoren können gemäß einer oder mehrerer der in den Figuren 3 A bis 3D gezeigten verschiedenen Anordnungen am Laserbearbeitungskopf

I vorgesehen sein. Der erste, zweite und/oder dritte Lidar-Sensor der Figur 1 bzw. 2 kann gemäß einer oder mehrerer der in den Figuren 3 A bis 3D gezeigten verschiedenen Anordnungen am Laserbearbeitungskopf 1 vorgesehen sein. Der Übersichtlichkeit halber ist der Lidar- Sensor in den Figuren 3 A bis 3D mit 11 bezeichnet, dies soll aber nicht als einschränkend verstanden werden.

Wie oben bereits erwähnt, weist der Lidar-Sensor 11 einen Erfassungsraum 111 auf. Der Erfassungsraum 121 ist durch den Öffnungs- bzw. Erfassungswinkel 113 des Lidar-Sensors 11 sowie der Position des Lidar-Sensors am Laserbearbeitungskopf 1 bzw. am Gehäuse 2 definiert. Eine Winkelhalbierende des Erfassungswinkels 113 bildet eine Mittelachse 114 des Erfassungsraums 111. Die Mittelachse 114 des Erfassungsraums 111 kann der optischen Achse des Lidar-Sensors 11 entsprechen.

Figur 3 A zeigt ein Gehäuse 2 des Laserbearbeitungskopfs 1, das an einer unteren Kante eine Fase, d.h. eine abgeschrägte Kante, aufweist. Die Fase kann an einer unteren Kante des Gehäuses 2 und/oder an einer unteren Ecke des Gehäuses 2 ausgebildet sein. An bzw. auf der Fase ist der Lidar-Sensor 11 angeordnet. Auf diese Weise ist der Lidar-Sensor 11 nach schräg unten ausgerichtet, d.h. schräg auf das Werkstück gerichtet. Der Erfassungsraum 111 kann zumindest teilweise durch die Werkstückoberfläche (und den Erfassungswinkel 113) begrenzt sein. Das Gehäuse 2 kann einen rechteckigen Querschnitt haben und an mindestens zwei unteren Kanten eine Fase aufweisen, auf der jeweils zumindest ein Lidar-Sensor angeordnet ist. Das Gehäuse 2 kann einen gerundeten Querschnitt haben und eine umlaufende untere Kante kann ringsum als Fase ausgebildet sein, auf der zumindest ein Lidar-Sensor angeordnet ist.

Figur 3B zeigt ein Gehäuse 2 des Laserbearbeitungskopfs 1, an dessen Außenseite eine Halterung 1111 mit dem Lidar-Sensor 11 drehbar bzw. schwenkbar angebracht ist. Die Halterung 1111 mit dem Lidar-Sensor 11 kann um eine Drehachse 1113, die horizontal und/oder parallel zu der Außenseite verläuft, bezüglich des Gehäuses 2 gedreht werden. Die Halterung 111 mit dem Lidar-Sensor 11 kann automatisiert bzw. motorisch oder manuell gedreht werden. Somit ist eine Orientierung des Lidar-Sensors 11 bzw. der Erfassungsraum 111 des Lidar-Sensors

I I einstellbar. Insbesondere ist ein Winkel zwischen der optischen Achse der Fokussieroptik 9 bzw. der Werkstückoberfläche und der Mittelachse 114 des Erfassungsraums 111 einstellbar. Die Halterung 1111 kann zusätzlich an einer unteren äußeren Kante eine Fase aufweisen, auf der der Lidar-Sensor 11 angebracht sein kann. Die Halterung 1111 kann über eine Gehäusehalterung 1112 am Gehäuse 2 angebracht sein. Die Halterung 1111 kann drehbar an der Gehäusehalterung 1112 angebracht sein.

Figur 3C zeigt ein Gehäuse 2 des Laserbearbeitungskopfs 1, an dessen Außenseite eine Schiene 1114 angebracht oder integriert ist. An der Schiene 1114 ist eine Halterung 1111 mit dem Lidar-Sensor 11 angebracht. Die Halterung 1111 kann an der Schiene 1114 entlang einer vertikalen und/oder horizontalen Verschiebungsrichtung 1115 verschoben werden. Die Halterung 111 mit dem Lidar-Sensor 11 kann automatisiert bzw. motorisch oder manuell verschoben werden. Somit ist eine Anbauhöhe bzw. Position des Lidar-Sensors 11 bzw. der Erfassungsraum 111 des Lidar-Sensors 11 einstellbar. Die Halterung 1111 kann zusätzlich an einer unteren äußeren Kante eine Fase aufweisen, auf der der Lidar-Sensor 11 angebracht sein kann.

Figur 3D zeigt eine Anordnung des Lidar-Sensors am Gehäuse 2 des Laserbearbeitungskopfs 1, bei der die Anordnungen aus Figuren 3B und 3C kombiniert sind. Die Halterung 1111 mit dem Lidar-Sensor 11 ist entlang der Schiene 1114 auf der Außenseite des Gehäuses verschiebbar und zusätzlich bezüglich des Gehäuses 2 bzw. des Laserbearbeitungskopfs um die Drehachse 1113 drehbar angeordnet.

Figuren 4A bis 4C zeigen Anordnungen von vier Lidar- Sensoren 11 an dem Laserbearbeitungskopf 1 und deren Erfassungsräume 111. Es können aber auch weniger oder mehr als vier Sensoren am Laserbearbeitungskopf vorgesehen sein. Die Anordnung am Laserbearbeitungskopf kann wie in den Figuren 3 A bis 3C gezeigt erfolgen. In den Figuren 4A bis 4C ist der Laserbearbeitungskopf 1 von unten gezeigt.

In Figur 4A sind vier Lidar-Sensoren 11 jeweils an einer Außenseite des Gehäuses 2 angeordnet. In Figur 4B sind vier Lidar-Sensoren 11 auf einer gefasten Unterkante des Gehäuses angebracht. Die Mittelachsen der Erfassungsräume von benachbarten Lidar-Sensoren stehen hierbei jeweils in einem 90° Winkel aufeinander. Bei einer solchen Anordnung können Objekte bzw. Hindernisse im Prozessraum in allen Richtungen erkannt werden. Die Erfassungsräume 111 der Lidar-Sensoren 11 können sich überlappen, dies ist aber nicht notwendig. In Figur 4C weist der Laserbearbeitungskopf 1 zusätzlich zu den wie in Figur 4A oder 4B angeordneten vier Lidar-Sensoren 11 an jeder Ecke des Gehäuses 2 des Laserbearbeitungskopfs 1 einen zusätzlichen Lidar-Sensor 11 auf. Die Mittelachsen der Erfassungsräume von benachbarten Lidar-Sensoren stehen hierbei jeweils in einem 45° Winkel aufeinander. Dies ermöglicht eine Rundumsicht.

Die Lidar-Sensoren 11, die in den Figuren 4A bis 4C dargestellt sind, können auch in einem Modul 20 angeordnet sein. Das Modul kann am Gehäuse 2 reversibel befestigt sein, beispielsweise zwischen dem Gehäuse 2 bzw. der Fokussieroptik 9 und der Düse 8 angeordnet sein.

Figuren 5A und 5B zeigen Ausführungsformen des Moduls 20, das zwischen dem Gehäuse 2 und der Düse 8 anbringbar ist und wenigstens einen Lidar-Sensor 11 enthält. Vorzugsweise ist auf jeder Seite des Moduls 20 zumindest ein Lidar-Sensor 11 angeordnet, beispielsweise wie in Figuren 4A bis 4C gezeigt.

Figur 5A zeigt eine Ausführungsform des Moduls 20, bei der ein Lidar-Sensor 11 an einer gefasten Ecke angeordnet ist. Der Lidar-Sensor 11 ist durch ein Schutzglas 10 vor Verschmutzung geschützt. Benachbart zum Lidar-Sensor 11 kann ferner zumindest eine Crossjet-Vor- richtung mit zumindest einer Belüftungsöffnung 22 angeordnet sein, um den Lidar-Sensor bzw. das Schutzglas durch einen Luftvorhang vor Schmauch und anderen Verschmutzungen zu schützen. Die Crossjet-Vorrichtung ist eingerichtet, ein Gas, z.B. Druckluft, das durch einen Anschluss 23 des Moduls zugeführt wird, durch die Belüftungsöffnung 22 vorhangartig über den Lidar-Sensor 11 zu blasen.

Figur 5B zeigt eine Ausführungsform des Moduls 20, bei der zwei Lidar-Sensoren 11 auf einer Seite des Moduls 20 angeordnet sind. Selbstverständlich kann auch nur ein Lidar-Sensor 11 auf einer Seite angeordnet sein. Das Modul kann eine gefaste Unterkante aufweisen, auf der die Lidar-Sensoren 11 angeordnet sind. Die Lidar-Sensoren 11 können wie in Figuren 4A bis 4C gezeigt angeordnet sein. Die Lidar-Sensoren 11 können durch ein Schutzglas 10 und/oder eine Crossjet-Vorrichtung vor Verschmutzung geschützt sein.

Der Laserbearbeitungskopf umfasst eine Steuerung 100 zum Steuern und/oder Regeln des Bearbeitungsprozesses, z.B. basierend auf den von dem zumindest einen Lidar-Sensor 11, 12, 13 erfassten Abstandsdaten. Die Steuerung kann eine Li dar- Steuerung zum Steuern des zumindest einen Lidar-Sensors und/oder zum Auswerten von durch den Lidar-Sensor erfassten Daten bzw. Abständen umfassen oder mit einer solchen drahtgebunden bzw. drahtlos kommunizieren. Die Steuerung 100 kann eingerichtet sein, eine Maßnahme zur Kollisionsprävention durchzuführen. Die Steuerung 100 kann zur Kollisionsprävention eingerichtet sein, ein Objekt basierend auf den durch den Lidar-Sensor erfassten Daten bzw. Abständen als kritisch oder unkritisch einzustufen. Die Einstufung eines Objekts als kritisch oder unkritisch kann abhängig von Prozessparametem erfolgen, z.B. einer Vorschubgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit des Laserbearbeitungskopfs im Prozessraum, einer (mechanischen und/oder sensorischen) Systemträgheit, einer Reaktionszeit, einem vorgegebenen Bearbeitungspfad etc.. Unkritisch bedeutet hier, dass der Laserbearbeitungskopf bei einer Bewegung entlang eines vorgegebenen Bearbeitungspfads nicht mit dem Objekt kollidieren würde - sei es aufgrund der Position oder aufgrund der Größe des Objekts. Entsprechend bedeutet kritisch, dass es zur Kollision des Laserbearbeitungskopfes mit dem Objekt kommen würde. Ein kritisches Objekt kann als Hindernis bezeichnet werden.

Die Steuerung 100 kann eingerichtet sein, ein Verfahren zum Überwachen eines Laserbearbeitungsprozesses mit den folgenden Schritten durchzuführen: Durchführen des Laserbearbeitungsprozesses durch Einstrahlen eines Laserstrahls 3 mittels des Laserbearbeitungskopfs 1 auf das Werkstück 4, wobei der Laserbearbeitungskopf und das Werkstück relativ zueinander entlang eines Bearbeitungspfads bewegt werden, Erfassen von Abstandsdaten während des Laserbearbeitungsprozesses durch zumindest einen am Laserbearbeitungskopf 1 angeordneten Lidar-Sensor 11, 12, 13, und Bestimmen basierend auf den erfassten Ab Standsdaten, ob ein Hindernis bzw. ein kritisches Objekt in einem Bereich entlang des Bearbeitungspfads vorliegt. Die Steuerung 100 des Laserbearbeitungskopfs 1 kann eingerichtet sein, das Verfahren durchzuführen.

In dem Schritt des Erfassens von Abstandsdaten kann der Lidar-Sensor einen ersten Erfassungsraum und einen zweiten Erfassungsraum abtasten und entsprechende Ab Standsdaten erfassen, wobei der erste Erfassungsraum eine größere Entfernung vom Laserbearbeitungskopf aufweist als der zweite Erfassungsraum. Der erste Erfassungsraum kann auch als Fernbereich und der zweite Erfassungsraum als Nahbereich bezeichnet werden. Der Lidar-Sensor kann beweglich, z.B. drehbar, am Laserbearbeitungskopf angebracht sein, um die beiden verschiedenen Erfassungsräume abzutasten. Eine Auflösung des Lidar-Sensors kann einstellbar sein, sodass der Lidar-Sensor den ersten Erfassungsraum (Fembereich) mit geringerer Auflösung abtastet als den zweiten Erfassungsraum (Nahbereich). Es können auch zwei Lidar-Sensoren vorgesehen sein, wovon einer den ersten Erfassungsraum und der andere den zweiten Erfassungsraum abtastet. Der erste Lidar-Sensor zum Abtasten des ersten Erfassungsraums kann eine geringere Auflösung aufweisen als der zweite Lidar-Sensor zum Abtasten des zweiten Erfassungsraums. Der Erfassungsraum des Lidar-Sensors bzw. die Erfassungsräume der Lidar-Sensoren sind vorzugsweise in den Vorlauf gerichtet.

Wenn zwei verschiedene Erfassungsräume abgetastet werden, kann das Verfahren ferner umfassen: Bestimmen basierend auf den erfassten Ab Standsdaten, ob in dem ersten Erfassungsraum in Hindernis in einem Bereich entlang des Bearbeitungspfads vorliegt und/oder ob in dem zweiten Erfassungsraum ein Hindernis in einem Bereich entlang des Bearbeitungspfads vorliegt.

Das Verfahren kann ferner umfassen: Auswählen einer Maßnahme zur Kollisionsprävention entsprechend einem Abstand des Hindernisses zum Laserbearbeitungskopf bzw. basierend darauf, ob das Hindernis im ersten oder im zweiten Erfassungsraum vorliegt. Beispiele für Maßnahmen zur Kollisionsprävention umfassen: Umfahren des Objekts, Stoppen des Bearbeitungsprozesses, Abschalten des Laserstrahls, und Verlangsamen oder Anhalten einer Relativbewegung zwischen dem Laserbearbeitungskopf und dem Werkstück.

Die Verwendung von wenigstens einen Lidar-Sensors, dessen Strahlverlauf bzw. Strahlengang außerhalb des Laserbearbeitungskopfs verläuft und/oder dessen optische Achse bzw. Mittelachse des Erfassungsraums in einem Winkel zur optischen Achse der Fokussieroptik (und/oder zur vertikalen Richtung) ausgerichtet ist, an einem Laserbearbeitungskopf ermöglicht eine kostengünstige, flexible und vielseitig einsetzbare Prozessüberwachung für einen Bearbeitungsprozess. Bezugszeichenliste

1 Laserbearbeitungskopf

2 Gehäuse

3 Laserstrahl

4 Werkstück

5 Bearbeitungsbereich (TCP)

6 Schneidfuge und/oder Schweißnaht

7 Fase

8 Düse

9 Fokussieroptik

I I (erster) Lidar-Sensor

I I I Erfassungsraum

112 Abtastraster

113 Erfassungswinkel

114 Mittelachse des Erfassungsraums

1111 Halterung

1112 Gehäusehalterung

1113 Drehachse

1114 Schiene

1115 Verschiebungsrichtung

12 zweiter Lidar-Sensor 121 zweiter Erfassungsraum

122 zweites Abtastraster

13 dritter Lidar- Sensor

131 Erfassungsraum des dritten Lidar-Sensors 132 Abtastraster des dritten Lidar-Sensors

20 Modul

21 Schutzglas

22 Crossjets bzw. Belüftungsöffnungen

23 Gas-Anschluss 24 Sensorseite

100 Steuerung