DE1959901A1

DE1959901A1 - Verfahren und Vorrichtung zur serienweisen formveraendernden Bearbeitung mittels eines steuerbaren Energiestrahls

Info

Publication number: DE1959901A1
Application number: DE19691959901
Authority: DE
Inventors: Joachim Geissler; Dieter Dipl-Phys Dr Koenig; Klaus Dipl-Phys Schwefel
Original assignee: Steigerwald Strahltecknik GmbH
Current assignee: Steigerwald Strahltecknik GmbH
Priority date: 1969-11-28
Filing date: 1969-11-28
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR2072497A5; US3903392A; GB1323930A; DE1959901B2; JPS5020320B1; DE1959901C3; CH521195A; NL7017157A

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank

Dip!. Ing. H. Hawk

Dipl. Phys. W. Schmitz

ε täüß&en 15, Mozarfstr.23

Tel. 5 380586

Steigerwald Strahltechnik
GmbH

8 München 55

Haderunstraße la 28. Nov. 1969

Anwaltsakte M-92o

Verfahren und Vorrichtung zur serienweisen formverändernden Bearbeitung mittels eines steuerbaren Energiestrahls

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur serienweisen formverändernden Bearbeitung, insbesondere zur Herstellung von Perforationsbohrungen/ mittels eines steuerbaren Energiestrahls, insbesondere Elektronenstrahls, bei dem das zu bearbeitende Werkstück relativ zum Strahl bewegt wird.

Es hat sich gezeigt, daß bei serienweiser Bearbeitung mit Energiestrahlen Schwierigkeiten durch langsame Veränderungen der Bearbeitungsparameter auftreten können, und dadurch unerwünschte Änderungen des Bearbeitungsergebnisses hervorgerufen werden.

Es ist bekannt, die Bearbeitungsstelle zu beobachten, beispielsweise mit Hilfe einer licht- oder elektronenoptischen Einrichtung,

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und die Bearbeitungsparamater, insbesondere den Fokussierungs-' zustand des bearbeitenden Strahls, entsprechend dem beobachteten Zustand einzustellen oder zu korrigieren. Dieses Verfahren, das bei kurz dauernden Bearbeitungen zufriedenstellend ist, hat jedoch einige bedeutsame Nachteile, die zum Teil besonders bei serienweisen, also lang dauernden Bearbeitungsvorgangen sehr störend sind. So ist es bei diesem bekannten Verfahren normalerweise nicht möglich, eine zuverlässige Aussage über das Bear-' beitungsergebnis zu gewinnen, da an der Bearbeitungsstelle sehr ^ hohe Temperaturen herrschen und das bearbeitete Material sich noch in einem instabilen, normalerweise geschmolzenen Zustand

ins-

befindet. Auch sind/besondere bei langer dauerndem Betrieb Verschmutzungen der zur Beobachtung dienenden Einrichtungen durch abgedampftes Material oder andere Verunreinigungen unvermeidlich. In dieser Hinsicht sind zwar verschiedene Maßnahmen bekannt geworden, um beispielsweise lichtoptische Beobachtungseinrichtungen vor Verschmutzung durch weggedampftes Material zu schützen» doch sind derartige Einrichtungen verhältnismäßig umständlich und nicht universell verwendbar; so ist beispielsweise die bew kannte Vorschaltung einer transparenten Schutzfolie, die je nach Verschmutzung weitertransportiert wird, bei Beobachtungseinrichtungen nicht anwendbar, die als Beobachtungsmedium die vom j Werkstück emittierte Sekundär-Korpuskularstrahlung benutzen.

Es sind ferner Einrichtungen bekannt, mit denen an der Bearbeitungsstelle die Geometrie des bearbeitenden Strahls erfaßt werden kann; derartige Einrichtungen enthalten beispielsweise Fühlelektroden, die einen Sollquerschnitt des Strahls beranden. Einrich-

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am ■

tungen dieser Art gestatten zwar eine recht genaue Einstellung der Strahlgeometrie, vermögen jedoch keine unmittelbare Aussage über das Bearbeitungsergebnis zu liefern und können insbesondere nicht verhindern, daß bei serienweiser Bearbeitung das Bearbeitungsergebnis sich, durch Änderungen anderer Betriebsparameter, die mit der Strahlgeometrie nichts zu tun haben, in unerwünschter Weise verändert.

Die vorliegende Erfindung geht im wesentlichen von der Aufgabe aus, ein mit Energiestrahlen arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung zur serienweisen formverändernden Bearbeitung, insbesondere zur Herstellung von Perforationsbohrungen, so auszugestalten, daß in möglichst einfacher und sicherer Weise, vor allem aber auch im Langzeitbetrieb, laufend Direktaussagen über das erzielte Bearbeitungsergebnis gewonnen werden und in Korrektursignale umgewandelt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient nach der Erfindung ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß an wenigstens einer mit Abstand von der Bearbeitungsstelle angeordneten Untersuchungsstelle die Lage und/oder die Form vom Strahl hergestellter Formveränderungen erfaßt und in Anzeige- und/oder Steuergrößen umgewandelt wird, die zu einstellbaren Parametern des Bearbeitungsvorganges korreliert sind.

Entsprechend schafft die Erfindung zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung mit einer steuerbaren Strahlquelle zur Abgabe eines bearbeitenden Energiestrahls, insbesondere Elektronenstrahls, einer Werkstück-Fördereinrichtung zur Halterung und Bewegung

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BAD OftfGINAl,

wenigstens eines an einer Bearbeitungsstelle mit Formveränderungen/ insbesondere Perforationsbohrungen zu versehenden Werkstücks relativ zur Strahlquelle, und einer Untersuchungseinrichtung zur Untersuchung, Beobachtung und/oder Kontrolle von durch Einwirkung des Energiestrahls hergestellten Formveränderungen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Untersuchungseinrichtung wenigstens einer mit Abstand von der Bearbeitungsstelle angeordneten Untersuchungsstelle zugeordnet ist und wenigstens eine Fühleinrichtung aufweist, die auf die Läge und/oder de Form vom Strahl hergestellter und durch die Untersuchungsstelle gehender Ausnehmungen anspricht und in Abhängigkeit davon wenigstens eine Anzeige- und/oder Steuergröße erzeugt.

Nach der Erfindung werden somit alle Schwierigkeiten, die sich aus der direkten Beobachtung der Bearbeitungsstelle ergeben, grundsätzlich vermieden, und es werden zur Untersuchung und zur Gewinnung von Korrektursignalen die Bearbeitungsergebnisse in bereits wieder abgekühlten und unter normalen Bedingungen befindlichen Werkstückbereichen herangezogen. Vor allem aber erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Erfassung von Langzeitschwankungen der Bearbeitungsparameter und eine nachfolgende automatische Regelung dieser Parameter.

Beispielsweise sind bei der Herstellung von runden Perforationsbohrungen folgende Bearbeitungsparameter für die Erfindung von besonderem Interesse:

a) Strahlintensität und -impulsdauer: beeinflussen Größe, Tiefe und Querschnittsverlauf der Perforationsbohrungen,

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b) Strahl-Fokussierung: beeinflußt Durchmesser und Randgenauigkeit der Perforationsbohrungen,

c) Werkstück-Fördergeschwindigkeit: beeinflußt den Lochabstand und die Gesamt-Durchlässigkeit des perforierten Werkstückes,

d) Lagejustierung des Strahls: beeinflußt die Verteilung der erzeugten Perforationsbohrungen im Werkstück.

Es ist im Rahmen der Erfindung natürlich auch möglich, die schon bekannten Vorrichtungen zur Beobachtung der Bearbeitungsstelle oder zur Kontrolle des Strahlzustandes zusätzlich zu verwenden. So kann beispielsweise bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Perforieren unterhalb der Bearbeitungsstelle eine Auffängerelektrode angeordnet sein, die den Restanteil des durch die erzeugte Bohrung tretenden EnergieStrahls erfaßt, und es können oberhalb des Werkstücks Fühlelektroden im Strahl-Randbereich angeordnet werden, um die Fokussierung des Strahls zu überwachen. Unabhängig davon bietet die Erfindung den entscheidenden Vorteil, daß unerwünschte Veränderungen des Bearbeitungsergebnisses festgestellt und beseitigt werden können, indem in Abhängigkeit von einer festgestellten Veränderung geeignete Betriebsparameter in einer Weise automatisch verändert werden, daß der unerwünschten Veränderung entgegengewirkt wird. Die Erfindung läßt also bewußt

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die Einzelheiten des Bearbeitungsvorganges außer Betracht und geht direkt von dem erzielten Arbeitsergebnis und dessen Beziehung zu einstellbaren Bearbeitungsparametern aus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben, wobei alle sich vom Stand der Technik unterscheidenden Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung sein können.

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Fig. 1 erläutert in einer ganz schematischen Darstellung eine • mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ,

Fig. 2 erläutert schematisch in Draufsicht eine mögliche Anordnung von Fühlelementen an einem Bild einer hergestellten Ausnehmung,

Fign. 3 bis 6 erläutern einige typische Lagen einer hergestellten Ausnehmung relativ zu einer Soll-Position,

Fig. 7 erläutert in einer schematischen Schnittdarstellung eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Perforationsgerätes,

Fig. 8 erläutert in schematischer Schnittdarstellung eine mögliche Führung eines zusammen mit dem Werkstück bearbeiteten Hilf s<werkstücks,

Fig. 9 erläutert in einer gegenüber den Fign. 7 und 8 um die Strahlachse um 9o° gedrehten schematischen Darstellung eine Möglichkeit zur Verwendung eines auch an der Bearbeitungsstelle vom Werkstück getrennten Hilfswerkstücks.

Die in Fig. 1 schematisch erläuterte Vorrichtung dient zur kontinuierlichen, serienweisen Herstellung von Perforationsbohrungen in einem band- oder folienförmigen Werkstück 2, das von einer Werk-Stückfördereinrichtung 4, von der Rollen 6 und ein Getriebemotor 8

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angedeutet sind, mit steuerbarer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles Io durch eine Bearbeitungsstelle 12 befördert wird. Von einer steuerbaren Strahlquelle Ik aus wird ein Energiestrahl 16, z.B. ein Elektronen- oder Laserstrahl, auf die Bearbeitungsstelle 12 gerichtet und dort in vorgegebenen Zeitabständen impulsartig zur Einwirkung gebracht, so daß an der Bearbeitungsstelle 12 die gewünschten Perforationsbohrungen entstehen. Da das Herstellen von Perforationsbohrungen mit Energiestrahlen an sich bekannt ist» wird auf eine nähere Beschreibung der Strahlquelle IU und des eigentlichen Perforationsvorganges hier verzichtet. Obwohl die folgende Beschreibung sich vorwiegend auf die Herstellung von Perforationsbohrungen bezieht,versteht es sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung in analoger Weise bei anderen serienweise hergestellten Ausnehmungen, beispielsweise auch nicht durchgehenden Vertiefungen, anwendbar sind.

An einer von der Bearbeitungsstelle 12 in vorgegebenem Abstand angeordneten Untersuchungsstelle 18 ist eine Untersuchungseinrich-φ tung vorgesehen, mit der die Lage und/oder die Form der vom Strahl 16 im Werkstück 2 hergestellten Ausnehmungen untersucht werden kann. Bei der in Fig. 1 skizzierten Vorrichtung ist sowohl eine visuelle Beobachtung der hergestellten Ausnehmungen wie auch mit Hilfe einer Fühleinrichtung die Erzeugung von Anzeige- und/oder Steuergrößen möglich, die Informationen über die Lage und/oder die Form der urtersuchten Ausnehmungen darstellen und zu einstellbaren Parametern des Beärbeitungsvorganges korreliert sind. Die der Untersuchungsstelle 18 zugeordnete Untersuchungseinrichtung enthält eine Abbildungseinrichtung 2o, die von den hergestellten '' ■ "■■'■■■■ -■■; ^: -' 8 - . ■. '

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und/unter suchenden Ausnehmungen ein Bild auf einen Auf fänger» 22, beispielsweise einer Mattscheibe oder einem Leuchtschirm, erzeugt. Wenn die zu untersuchenden Ausnehmungen kleine Abmessungen haben, ist die Abbildungseinrichtung 2o so ausgebildet, daß sie ein entsprechend vergrößertes Bild erzeugt« Da vergrößernde Abbildungseinrichtungen allgemein bekannt sind, wird auf eine nähere Beschreibung hier verzichtet.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird auf dem Auf-

die

fänger 22 ein optisches Bild eines/Untersuchungsstelle 18 enthaltenden Werkstückbereichs erzeugt. Zu dem Auffänger 22 gehört eine Bezugseinrichtung, die eine vorgegebene Soll-Lage und Soll-Fora des Bildes angibt; im einfachsten Fall enthält die Bezugseinrichtung eine transparente Vergleichsplatte 2^, auf der sich eine dem Soll-Umriß der abgebildeten Ausnehmung entsprechende Linie befindet. Die Vergleichsplatte 2Λ ist auf dem Auffänger 22 eit Hilfe einer ganz schematisch angedeuteten Stelleinrichtung 26 verschiebbar. Das auf dem Auffänger 22 erzeugte sichtbare Bild kann über einen Spiegel 28 von einem Beobachter 3o wahrgemo«Hien werden. Je nach der beobachteten Abweichung der Lage und/ oder Form des erzeugten Bildes von der auf der Vergleichsplatte 2k befindlichen Umrißlinie kann der Beobachter entsprechende einstellbare Parameter des Bearbeitungsvorganges, z.B. die Rich-■fcwäag des Energiestrahls 16 oder die Drehzahl der Werkstück-Fördereinrichtung U, in einem korrigierenden Sinn so nachstellen, daß das erzeugte Bild möglichst gut mit dem Soll-Umriß auf der Vergleich3platte 24 übereinstimmt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung hat jedoch nicht nur diese Korrekturmöglichkeit, sondern erzeugt auch ohne Zutun eines Beobachters oder Bedie-

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nungsmannes Anzeige- oder Steuersignale,, die zu einer automatischen Korrektur des Bearbeitungsvorganges dienen können. Die zu .' diesem Zweck vorgesehene Fühleinrichtung enthält eine Gruppe 32 von Fühlelementen, die um den Soll-Umriß herum verteilt sind. Die Fühlelemente bestehen im dargestellten EaIl vorzugsweise aus fotoelektrischen Einrichtungen, beispielsweise Fotoelementen oder Fototransistoren; es versteht sich jedoch» daß sich die Natur der Fühlelemente nach der Art des erzeugten Bildes richtet. Auf die Funktion der Fühlelemente wird im einzelnen weiter unten einge-A gangen werden. ·

Um bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ein stehendes Bild der Untersuichungsstelle 18 zu erhalten, wird das Bild stroboskopisch erzeugt. Zu diesem Zweck ist ein impulsgesteuerter Geber 34 vorgesehen, der das von der Abbildungseinrichtuiig 2a verarbeitete Äbbildungsmedium; impulsartig liefert» Wenn es sich bei der Abbildungseinrichtung 2a um ein licht-optisches System handelt» kann der Geber 34 aus einer Blitzlampe bestehen, die über eine Steuereinrichtung 36 mit Betriebsimpulsen versorgt wird, und zwar synchron mit der Strahlquelle 14 aus einer gemeinsamen Vorschub-Steuereinrichtung 38, die auch die Drehzahl der Werk-

; stück-Fördereinrichtung 4 regelt, wobei diese Drehzahl» d.h.

also die Geschwindigkeit des Werkstücks 2 relativ zum Strahl 16, so eingestellt, wird, daß sich bei jeder Aktivierung des Gebers 34 gerade eine hergestellte Ausnehmung an der Untersuchungs-

! stelle 18 befindet. Wenn die von der Vorschub-Steuereinrichtung

■ 38 zum Geher 34 gelieferten Impulse gegenüber dem an die Strahlquelle 14 gelieferten Impulszug untersetzt sind, wird nicht jede Ausnehmung abgebildet, sondern nur eine entsprechend dem Untersetzungsverhältnis geteilte Anzahl von Ausnehmungen, so daß

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der zeitliche oder räumliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden untersuchten Werkstückbereichen ein Vielfaches des gewünschten Abstandes zwischen zwei hergestellten Ausnehmungen beträgt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung befinden sich die Abbildungseinrichtung 2o und der zugehörige Geber 34 auf entgegengesetzten Seiten des Werkstücks 2, so daß die Abbildungseinrichtung 2o im wesentlichen ein Schattenbild der an der Untersuchungsstelle 18 durchlaufenden hergestellten Ausnehmungen liefert. Es ist natürlich auch möglich, den Geber 34 und die zugehörige Abbildungseinrichtung 2o auf ein und derselben Seite des Werkstücks 2 anzuordnen. . ■■.:....

Die xnFig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält noch eine zweite Untersuchungseinrichtung, die einer zweiten Untersuchungsstelle Uo zugeordnet iet. Diese zweite Untersuchungsexnrxchtung enthält eine auf der einen Seite des Werkstücks 2 angeordnete Hilfsquelle 42, die ein Untersuchungsmedium, beispielsweise Licht- oder Elektronenstrahlen, zum Werkstück 2 hin abgibt, sowie auf der anderen Seite des Werkstücks 2 eine zweite Fühleinrichtung, die beispielsweise entsprechend als Fotozelle oder Auffangelektrode ausgebildet ist auf den durch die Ausnehmungen des Werkstücks 2 gehenden Anteil des von der Hilfsquelle 42 ausgesandten Untersuchungsmediums anspricht. Im einfachsten Fall ist die Hilfsquelle 42 eine Lampe, und die zweite Fühleinrichtung 44 ist ein fotoelektrischer Empfänger. Wenn die Hilfsquelle 42 und die zweite Fühleinrichtung 44 kontinuierlich arbeiten, liefert die zweite Fühleinrichtung 44 ein Signal, das die Durchlässigkeit, also letztlich den Quer- - Ii - ■

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'·. schnitt, der durch die zweite Untersuchungs stelle 4o laufenden hergestellten Ausnehmungen wiedergibt. Je nach dem an der zweiten Untersuchungsstelle 4o erfaßten Querschnitt kann man so in sehr einfacher Weise ein die Gesamt-Perforationsdichte wiedergebendes !Signal erhalten. Es ist natürlich auch möglich, die Hilfsquelle 42 in ähnlicher Weise wie den Geber 34 der ersten Untersuchungseinrichtung synchron mit der Impulssteuerung der Strahlquelle 14 zu betreiben; zu diesem Zweck ist in 'Fig. 1 eine zweite Steuereinrichtung 48 angedeutet.

Es können natürlich auch bekannte Fühl- oder Steuereinrichtungen zusätzlich verwendet werden. So ist in Fig. 1 angedeutet, daß auf der von der Strahlquelle 14 abgewandten Seite des Werkstücks 2 im Bereich der Bearbeitungsstelle 12, ein Fühler 5o angedeutet, der auf den durch die erzeugte Ausnehmung tretenden Restanteil des herstellenden Strahlimpulses anspricht. Ferner sind weitere Fühler 52, 54 angedeutet, die im Randbereich des Strahls 16 angeordnet sind und in bekannter Weise als Justier- oder Fokussierungshilfe dienen können. Außerdem sind in Fig. 1 noch Wände 56 und 5 8 angedeutet, die beispielsweise zur Schmutzabschirmung und/ oder zur elektrostatischen Beeinflussung des Strahls 16 dienen können.

Die verschiedenen Fühl- öder Meßeinrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind an eine Auswertschaltung 6o ange- :schlossen. In dieser Auswertsehaltung werden aus den angelieferten 'Signalen Steuersignale für die Bearbeitungsparameter erzeugt, j beispielsweise für die Fokussierung des bearbeitenden Strahls, rdie Intensität des Strahls, die

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Lage der Bearbeitungsstelle, die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks relativ zum Strahl, die Strahl-Impulsfolgefrequenz, !

ι ^:

: die Strahl-Impulsdauer und den Strahl-Astigmatismus. Die in den I Ausgängen 62 der Auswertschaltung 60 erscheinenden Steuersignale werden den entsprechenden Steuereinrichtungen für die Bearbeitungsparameter so zugeführt, daß sie in korrigierendem Sinn verändert werden. Lediglich als Beispiele sind an der Strahlquelle 14 Steuereingänge 6M- für die von der Auswerts chaltung 60 abgegebenen Signale angedeutet; diese Steuereingänge können beispielsweise den Impulsabstand, die Strahlintensität, die Strahlfokussierung, die Strahlposition quer zur Bewegungsrichtung des Werkstücks 2, die Strahlposition den der Bewegungsrichtung des Werkstücks 2, und eine anastigmatische Korrektur betreffen.

In Fig. 2 ist eine mögliche Arbeitsweise der in Fig. 1 lediglich ; schematisch als Satz 32 dargestellten Fühlelemente erläutert, und zwar für den Fall, daß die Ausnehmungen kreisförmige Per- i forationsbohrungen sind. Die Linie 66 bezeichnet den Soll-Umriß des von der Abbildungseinrichtung 2o erzeugten Bildes; die Linie 68 kennzeichnet eine untere Grenze für den Perforationsquerschnitt, und die Linie 7o kennzeichnet eine obere Grenze für den Perforationsquerschnitt. Der Pfeil Io gibt wieder die Bewe- \ gungsrichtung des Werkstücks 2 an. Zur Erfassung der Abweichungen vom Soll-Umriß 66 sind zwei Sätze von Fühlelementen vorgesehen, nämlich ein erster Satz von Fühlelementen 72, 74, 76, 78, die nach innen bis zur inneren Toleranzlinie 68 gegen den Soll-Uinriß ; : 66 versetzt sind, und ein zweiter Satz von Fühlelementen 80, 82, I ' 84, 86, die etwa bis zur äußeren Toleranzlinie 7o gegen den Soll-; ■

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Umriß 66 nach außen versetzt sind. Man erkennt ohne weiteres, daß bei der dargestellten Verteilung der Fühlelemente durch einfache Differenzbildungen brauchbare Anzeige- und/oder Steuersignale erzeugt werden können. Wenn beispielsweise die Werkstück-Vorschubgeschwindigkeit, d.h. also die Drehzahl der Werkstück-Fördereinrichtung ¹H zu groß ist, das erzeugte Bild aber sonst den Anforderungen entspricht, wird beispielsweise die Differenz der Ausgangssignale der Fühlelemente 76 und 78 einen von Null verschiedenen Wert haben, der Größe und Richtung der Abweichung in der Bewegungsrichtung 2 anzeigt. Umgekehrt wird bei einer seitlichen Abweichung des erzeugten Bildes, d.h. in einer zur Bewegungsrichtung 2 senkrechten Richtung, beispielsweise die 'Differenz der Aus gangs signale der Fühlelemente 72 und 74· einen entsprechenden, die Abweichung nach Größe und Richtung anaigenden Wert haben. Bei sonst symmetrischer Lage des Bildes wird die Summe der Ausgangsspannungen der äußeren Fühlelemente 8o bis 86 ein Maß für die Überschreitung des durch den Soll-Umriß 66 bezeichneten Perforationsquerschnitts sein, und umgekehrt wird durch eine Verringerung der Summe der Ausgangssignale der inneren Fühlelemente 72 bis 78 eine fortschreitende Unterschreitung des durch den Soll-Umriß 66 verlangten Bildquerschnitts angezeigt werden. Die bisher beschriebenen Abweichungen können auch mit weniger als acht Fühlelementen hinreichend deutlich erfaßt werden; eine größere Anzahl von Fühlelementen bietet jedoch den Vorteil, daß auch kompliziertere Fehler erkannt und in einfache Steuersignale umgewandelt werden können. Wenn beispielsweise die hergestellten Perforationsbohrungen im Querschnitt nicht kreisrund, sondern oval sind, kann dies durch entsprechende Kombination

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der Ausgangssignale der Fühlelemente festgestellt werden. So liegt beispielsweise eine ovale Form vor, wenn die Fühlelemente 72 und 7¹+ etwa gleiche Ausgangssignale liefern, die Fühlelemente und 78 ebenfalls etwa gleiche Ausgangssignale liefern, jedoch eine deutliche Differenz der Ausgangssignale zwischen den Fühlern 72 und 76 bzw. 74 und 78 vorhanden ist. Mit Hilfe des äußeren Satzes von Fühlelementen 8o bis 86 können entsprechend auch schräg liegende ovale Verzerrungen ohne weiteres erkannt und als einfache Signalkombinationen dargestellt werden. Die Auswertschaltung 6o (Fig. 1) bildet derartige einfache Signalkombinationen, beispielsweise Summen und Differenzen der Ausgangssignale der einzelnen Fühlelemente, und mit derartigen Signalkombinationen kann direkt korrigierend auf die Bearbeitungsparameter eingewirkt werden. Wegen der Einzelheiten derartiger Einrichtungen bedarf es für den Fachmann keiner näheren Erläuterungen. Besonders wichtig sind folgende Fälle: Bei einer Abweichung der Lage des Bildes von der Soll-Lage in einer zur Richtung Io der Werkstückbewegung normalen Richtung werden die für die Lage der Bearbeitungsstelle 12 maßgebenden Parameter der Strahlquelle Ik entsprechend korrigiert. Bei einer in Richtung der Werkstückbewegung vorhandenen Abweichung der Lage des Bildes von der durch die Soll-Umrißlinie 66 wiedergegebenen Soll-Lage werden die für den gegenseitigen Abstand der hergestellten Ausnehmungen maßgebenden Parameter, insbesondere die Geschwindigkeit der Werkstück-Fördereinrichtung 8, entsprechend korrigiert. Bei zweizähligen, beispielsweise elliptischen Abweichungen der Form des Bildes von der Soll-Form werden die für die Rundheit des Querschnitts maßgebenden Bearbeitungsparameter

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entsprechend korrigiert; zu diesem Zweck kann insbesondere auf j ■ einen vorhandenen oder nach längerem Betrieb aufgetretenen

i

j Astigmatismus des Strahls korrigierend eingewirkt werden, z.B. '

■ ;

mit Hilfe zweier im Strahlweg übereinander angeordneter und j gegeneinander um 45° verdrehter Stigmatoren. Ein zu starker <

j . . ■

\ Astigmatismus, der nicht mehr korrigierbar ist, deutet darauf ! hin, daß ein Austausch von Teilen in der Strahlquelle erforderlich ist; wenn es sich beispielsweise um eine Elektronenstrahlquelle handelt, muß in einem solchen Fall normalerweise die Kathode ausgetauscht werden.

Die Fign. 3 bis 6 zeigen einige Beispiele von Abweichungen des erzeugten Bildes 88 von der Soll-Umrißlinie 66. Die Soll-Umrißlinie 66 kann beispielsweise auf der Vergleichsplatte 24 ange-

: bracht sein, so daß Abweichungen wie die in den Fign. 3 bis 6 dargestellten Abweichungen ohne weiteres visuell erkennbar sind. Bei allen Beispielen der Fig. 3 bis 6 ist das Bild 88 in bezug auf die Soll-Umrißlinie 66 zu klein. Beim Fall der Fig. 3 liegt die erzeugte Ausnehmung an der gewünschten Stelle. Beim Fall der Fig. 4 ist der Abstand der Ausnehmungen in der Bearbeitungsrichtung zu groß. Beim Fall der Fig. 5 liegt sowohl eine seitliche Verschiebung als auch ein zu großer gegenseitiger Abstand ; der erzeugten Ausnehmungen vor. Beim Fall der Fig. 6 ist zwar die Lage cfer erzeugten Ausnehmungen richtig, doch haben die Ausnehmungen eine vermutlich durch Strahl-Astigmatismus hervorgerufene elliptische Form. -

Fig. 7 erläutert in einer ganz schematischen Schnittdarstellung

j den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Elektronen-

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strahl-Perforationsvorrichtung. Darin sind Teile, die auch in Fig. 1 in gleicher oder ähnlicher Form vorkommen, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 1.

Die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung enthält ein Gehäuse Io2, das über einen Pumpstutzen Io4 evakuierbar ist. In der oberen Wand des Gehäuses Io2 ist ein Isolierkörper Io6 vorgesehen, an dem die hochspannungsführenden Teile eines Elektronenstrahl-Erzeugungssystems befestigt sind. Dabei handelt es sich in bekannter Weise um eine Wehnelt-Elektrode Io8 und eine davon elektrisch isolierte Kathode Ho. Unterhalb dieser Teile ist in geeignetem Abstand eine am Gehäuse befestigte und mit diesem auf Erdpotential liegende Anodenplatte 112 angebracht. Die Anodenplatte 112 hat eine Blendenöffnung 114 für den Durchtritt des erzeugten Elektronenstrahls 116, sowie weitere Durchgangsöffnungen 118. Die Wehnelt-Elektrode Io8 und die Kathode Ho werden in bekannter Weise über einen hochspannungsfest und luft- ! dicht aufsetzbaren Anschlußstopfen 12o, der das Ende einer Hochspannungszuleitung 122 bildet, an ein gegen Erde hohes negatives Potential gelegt.- Die von der Kathode Ho emittierten Elektronen werden somit in der Strecke zwischen dem Wehnelt-Zylinder Io8 und der Anodenplatte 112 beschleunigt und treten durch die Blen- i denöffnung 114 in den nahezu feldfreien Raum unterhalb der Anodenplatte 112 ein. Die Arbeitsweise derartiger Einrichtungen ist bekannt. Zur Fokussierung des Elektronenstrahls 116 ist unterhalb der Anodenplatte 112 eine steuerbare Fokussierungslinse 124 angeordnet. Unterhalb der Fokussierungslinse 124 ist eine weitere Blende 126 vorgesehen, die zusammen mit den Platten 56 j und 58 im wesentlichen zur Schmutzabschirmung dient. Die Platten

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56 und 58 können jedoch auch zur Ablenkung des Strahls dienen.

; Um den Strahl auch in einer dazu senkrechten Richtung ablenken zu können, sind zusätzlich Ablenkplatten 128 vorgesehen.

In dem Gehäuse Ίο2 ist eine Bearbeitungstrommel 13o drehbar gelagert und von einer Werkstück-Fördereinrichtung 8 antreibbar. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Drehrichtung durch den Pfeil Io gekennzeichnet. Durch Rollen 6 wird ein zu perforierendes band- oder folienförmiges Werkstück 2 über einen Teil A i des Umfangs der Bearbeitungstrommel 13o geführt, so daß das Werkstück 2 entsprechend der Drehung der Trommel 13o nacheinander durch eine Bearbeitungsstelle 12 und eine dagegen mit Abstand angeordnete Untersuchungsstelle 18 läuft. Der Eintritt der Werkstückbahn erfolgt über eine Gleitdichtung 132 zunächst in eine Vorpumpkammer 134, die über einen eigenen Pumpstutzen 136 evakuierbar ist und mit dem Gehäuse Io2. ein Druckstufensystem bildet. Durch eine weitere Gleitdichtung 138 tritt dann das Werkstück 2 in das Innere des Gehäuses Io2 ein. Ganz entsprechend verläßt das perforierte Werkstück das Gehäuse Io2 über Gleitdichtungen lM-o, IM-2 durch die Vorpumpkammer 134.

Mit Hilfe der Fokussierungslinse 124 wird der» Elektronenstrahl 116 mit dem gewünschten Fokussierungszustand an der Bearbeitungs* j stelle 12 zur Einwirkung auf das dort hindurchbewegte Werkstück ι 2 gebracht. Die Untersuchungsstelle 18 wird mit einer Unter- ! suchungseinrichtung untersucht, die bei dem dargestellten Ausj führungsbeispiel eine optische Abbildungseinrichtung 2o aufweist.

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Die Untersuchungsstelle 18 wird durch Lampen 34, die wieder stoposkopisch synchron mit der Impulssteuerung des Elektronenstrahls 116 betrieben werden können, beleuchtet. Von der Abbildungseinrichtung 2o wird ein Bild eines die Untersuchungsstelle 18 enthaltenden Werkstückbereichs auf einem Auffänger 22 entworfen» der gleichzeitig einen dichten Abschluß einer in der Gehäusewand vorgesehenen öffnung bildet. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist auf dem Auffänger 22 eine transparente Vergleichsplatte 24 mit Hilfe einer Stelleinrichtung 26 verschiebbar. Auf der Vergleichsplatte ist eine den Soll-Umriß der hergestellten Ausnehmungen wiedergebende Linie angebracht. Ferner ist wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ein Satz 32 von Fühlelementen angebracht, die etwa wie die Fühlelemente der Fig. verteilt sein können und Signale liefern, die die Lage und die Gestalt des erzeugten Bildes der hergestellten Perforationen wiedergeben. Normalerweise wird die Abbildungseinrichtung 2o so ausgeführt sein, daß sie ein stark vergrößertes Bild der Untersuchungsstelle 18 erzeugt. Eine Abschirmung 143 schützt die Untersuchungseinrichtung vor Verunreinigungen.

Die Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 7 ist aufgrund der vorstehenden Ausführungen ohne weiteres verständlich. Man erkennt, daß bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung die Beleuchtungseinrichtung 34 und die Abbildungseinrichtung 2o auf derselben Seite des Werkstücks 2 liegen. Die in Fig. 7 dargestellte Art der Führung des Werkstücks auf einer Bearbeitungstrommel 13o bietet vor allem den Vorteil, daß die Lage des Werk-Stücks genauer definiert ist und daß das Perforationsergebnis

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dadurch verbessert werden kann, daß auf die Oberfläche der Trommel ein Hilfsstoff aufgebracht wird, der beispielsweise beim Perforieren unter dem Einfluß des Strahls rasch verdampft und dadurch das vom Strahl geschmolzene Werkstückmaterial aus der Perforationsbohrung sauber herausbläst. In Fig. 7 ist eine Hilfsstoff-Zufuhreinrichtung IW angedeutet.

Es ist natürlich auch möglich, die Untersuchungsstelle 18 so, auszubilden, daß das Werkstück nicht mit reflektiertem Licht, sondern wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 mit durchtretendem Licht untersucht wird. Zu diesem Zweck braucht man lediglich im Bereich der Untersuchungsstelle 18 die Werkstückbahn mittels entsprechend angebrachter Rollen von der Bearbeitungstromrael 13o abzuheben und nach dem Durchgang durch die Untersuchungssteile' 18 wieder auf die Oberfläche der Bearbeitungstrommel 13o zurückzuführen.

Vielfach bereitet es Schwierigkeiten oder ist unpraktisch, das Werkstück selbst zu untersuchen. So ist es beispielsweise bei zu perforierenden dicken Werkstückbahnen relativ umständlich, die Werkstückbahn von einer Bearbeitungstrommel abzulenken, durch eine Untersuchungseinrichtung zu führen und danach wieder auf die Bearbeitungstrommel zurückzuleiten. In solchen und ähnlich ■gelagerten Fällen können die zu untersuchenden Ausnehmungen mit dem Strahl in einem Hilfswerkstück erzeugt und für sich an der Untersuchungsstelle untersucht werden. Eine solche Möglichkeit

ι ■ ■ ■

ist ganz schematisch in Fig. 8 erläutert. Dabei wird wie bei

■ ■ ■

! der Einrichtung nach Fig. 7 eine Bahn eines Werkstücks 2 über

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Rollen 6 und eine Bearbeitungstrommel 13o geleitet und an einer

I ι

ι Bearbeitungsstelle 12\om Strahl bearbeitet. Untersucht wird je- j

idoch an einer Untersuchungsstelle 18 nicht das Werkstück 2, son- ^l

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dem ein vom bearbeiteten Werkstück getren/fces Hilfswerkstück 116, ! das hier aus einer Lage einer vom Strahl zerstörbaren Folie, beispielsweise einer Kunststoff- oder Papierfolie besteht. Das Hilfswerkstück 1H6 wird über eine Rolle 1*8 auf die Bearbeitungstrommel 13o geleitet und nach dem Durchgang durch die Bearbeitungsr stelle 12 mittels weiterer Rollen 15o, 152 durch eine Untersuchung$- stelle 18 und wieder zurück auf die Bearbeitungstrommel 13o ge- i leitet, von der es schließlich durch eine weitere Rolle 153 wieder abgenommen wird. An der Untersuchungsstelle 18 wird das Hilfswerkstück entsprechend der vorstehenden Beschreibung untersucht,

und es werden Anzeige- oder Steuersignale gewonnen, die zu ein·* stellbaren Parametern des BearbeitungsVorganges korreliert sind. Es ist natürlich auch möglich, im Bereich der Bearbeitungsstelle das Hilfswerkstück auf der vom Strahl abgewandten Seite des Werkstücks aufliegen zu lassen. In diesem Fall ergibt die anschliessende Untersuchung des Hilfswerkstücks an der Untersuchungsstelle m 18 insbesondere eine Information darüber, wie das vom Strahl '; abgewandte Ende der hergestellten Ausnehmung beschaffen ist. ; Es ist natürlich auch möglich, gleichzeitig auf beiden Seiten des Werkstücks je ein Hilfswerkstück mitbearbeiten zu lassen und ; diese Hilfswerkstücke danach getrennt vom Werkstück zu untersuchen. Ein Hilfswerkstück, das auf der vom Strahl abgewandten ι
!Seite des Werkstücks verwendet wird, braucht nicht aus einem vom

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Strahl zerstörbaren Material zu bestehen; es genügt in diesem Fall, daß der Strahl in dem Hilfswerkstück Veränderungen hervor-

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I ruft, die anschließend an der Untersuchungsstelle erfaßbar sind.

Verwendet man mehrere Lagen eines folienförmigen Hilfswerkstücks übereinander, so kann man zusätzlich Informationen über den QuerSchnittsverlauf des Strahls gewinnen.

Für den Fall, daß die gemeinsame Bearbeitung des Werkstücks und eines Hilfswerkstücks irgendwelche Schwierigkeiten macht, kann j eine Arbeitsweise verwendet werden, bei der zur Erzeugung der zu untersuchenden Ausnehmungen der Strahl zu vorbestimmten Zeiten auf eine mit Abstand von der Bearbeitungsstelle des Werkstücks i liegende Hilfswerkstück-Einwirkungsstelle, wo das Hilfswerkstück ; angeordnet wird, abgelenkt wird. Eine entsprechende Einrichtung ist ganz schematisch in Fig. 9 erläutert. Dabei ist außer der I Werkstück-Fördereinrichtung 4 und der Bearbeitungstrommel 13o I eine besondere Hilfswerkstück-Fördereinrichtung 154 vorgesehen, j die zur Bewegung eines in dem dargestellten Fall ebenfalls band- ^! oder folienförmigen Hilfswerkstücks 146 relativ.zum Strahl 116 dient. In Fig. 9 ist ferner eine Rolle 156 angedeutet, auf der i das Hilfswerkstück 146 läuft. Der bearbeitende Elektronenstrahl 116 wird zu vorgegebenen Zeiten mittels einer Hilfssteuereinrichtung 158, die beispielsweise aus elektrostatischen Ablenkplatten bestehen kann, von der Werkstück-Bearbeitungsstelle 12 auf eine Hilfswerkstück-Bearbeitungsstelle 16o abgelenkt. Diese Ablenkung kann beispielsweise in gewissen Zeitabständen jeweils in einem zwischen zwei Perforationsvorgängen liegenden Intervall vorgenommen werden. Um die Ablenkung möglichst gering zu halten, sind bei der Vorrichtung nach Fig. 9 im Bereich der Bearbeitungsstelle

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12, 16ο die Auftreffbereiche des Werkstücks 2 und des Hilfswerkstücks 1M-6 schräg zueinander angeordnet.

In Fig. 9 ist ferner in gestrichelten Linien angedeutet, wie mit Hilfe der HilfsSteuereinrichtung, die beispielsweise etwa der in Fig. 7 angedeuteten Ablenkeinrichtung 128 entsprechen kann, der Strahl auf verschiedene Bereiche des Werkstücks 2 geleitet werden kann; eine derartige Arbeitsweise ist an sich bekannt.

Andere Ausführungsformen sind möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank Dipl. Ing. H. Hauck Dip!. Phys. VV. Schmitz B München 1S, Hoisrtstr. 23 Tel. 5 38 05 % Steigerwald Strahltechnik GmbH München 5 5 Haderunstraße la · 28. November 1969 Anwaltsakte M-92o Patentansprüche CX

1.Aerfahren zur serienweisen, formverändernden Bearbeitung, insbesondere zur Herstellung von Perforationsbohrungen, mittels eines steuerbaren EnergieStrahls, insbesondere Elektronen-.Strahls, bei dem das zu bearbeitende Werkstück relativ zum Strahl bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer mit Abstand von der Bearbeitungsstelle angeordneten Untersuchungsstelle die Lage und/oder die Form vom Strahl hergestellter Formveränderungen erfaßt und in Anzeige- und/ oder Steuergrößen umgewandelt wird, die zu einstellbaren Parametern des Bearbeitungsvorganges korreliert sind.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der .! ' Untersuchungsstelle ein vorzugsweise vergrößertes Bild des dort befindlichen Werkstückbereiches erzeugt und mit der gewünschten Lage und/oder Form der Formveränderungen verglichen wird, und daß die Anzeige- und/oder Steuergrößen in Abhängig-

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keit von Abweichungen zwischen der tatsächlichen und der gewünschten Lage und/oder Form erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bild ein Schattenbild erzeugt wird.

i+. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild von einer Reihe nacheinander durch die Untersuchungsstelle gehender Werkstückbereiche als Stroboskopbild erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch M-, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche oder räumliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden untersuchten Werkstückbereichen ein Vielfaches des gewünschten Abstandes zwischen zwei hergestellten Formveränderungen beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild mit einer die gewünschte Lage und/oder Form des Bildes angegebenen Bezugseinrichtung verglichen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer in Richtung der Werkstückbewegung vorhandenen Abweichung der Lage des Bildes von der Soll-Lage

der

die für den gegenseitigen Abstand/hergestellten Formveränderungen maßgebenden Parameter des Bearbeitungsvorganges entsprechend korrigiert werden. i

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8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Abweichung der Lage des Bildes von \ der Soll-Lage in einer zur Werkstückbewegung normalen Richtung die für die Lage der Bearbeitungsstelle maßgebenden Parameter des Bearbeitungsvorganges entsprechend korrigiert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweizähligen Abweichungen der Form des Bildes von der Soll-Form die für die Querschnittsform, insbesondere den Astigmatismus, des bearbeitenden Energiestrahls maßgebenden Parameter entsprechend korrigiert werden.

Io. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Untersuchungsstelle ein von wenigstens einer Abmessung, vorzugsweise dem Querschnitt, dort durchlaufender hergestellter Ausnehmungen abhängiges Meßsignal erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die : für die betreffende Abmessung maßgebenden Parameter des

j Bearbeitungsvorganges in Abhängigkeit von dem Meßsignal eingestellt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn- ; zeichnet, daß die zu untersuchenden Ausnehmungen mit dem Strahl in einem Hilfswerkstück erzeugt und für sich an der

i Untersuchungsstelle untersucht werden.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der zu untersuchenden Ausnehmungen der Strahl zu vorbestimmten Zeiten auf eine mit Abstand von der Bearbeitungsstelle des Werkstücks liegende HilfswerkstÜck-Einwirkungsstelle, wo das Hilfswerkstück angeordnet wird, abgelenkt wird.

It. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfswerkstück zusammen mit dem Werkstück relativ zum Strahl

be-

durch die Bearbeitungsstelle bewegt, dort vom Strahl/aufschlagt und danach zumindest während des Durchlaufs durch die Untersuchungsstelle vom Werkstück getrennt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß* für das Hilfswerkstück ein durch die Einwirkung des Strahls zerstörbares oder entfernbares Material gewählt wird, vorzugsweise in Form wenigstens einer Lage einer Folie.

16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einer steuerbaren Strahlquelle zur Abgabe eines bearbeitenden Energiestrahls, insbesondere Elektronenstrahls, einer Werkstück-Fördereinrichtung zur Halterung und Bewegung wenigstens eines an einer Bearbeitungsstelle mit Formveränderungen, insbesondere Perforationsbohrungen, zu versehenen Werkstücks relativ zur Strahlquelle, und einer Untersuchungseinrichtung zur Untersuchung, Beobachtung und/oder Kontrolle von durch die Einwirkung des Energiestrahls hergestellten Formveränderungen, dadurch

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gekennzeichnet, daß die Untersuchungseinrichtung wenigstens einer mit Abstand von der Bearbeitungsstelle (12$ 16o) angeordneten Untersuchungsstelle (18, 4o) zugeordnet ist und wenigstens eine Fühleinrichtung (32) aufweist, die auf die Lage und/oder die Form vom Strahl (16; 116) hergestellter und.durch die Untersuchungsstelle gehender Formveränderurgen anspricht und in Abhängigkeit davon wenigstens eine Anzeige- und/oder Steuergröße erzeugt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersuchungseinrichtung eine auf der einen Seite der Bewegungsbahn eines zu untersuchenden Werkstücks (2; 146) angeordnete Hilfsquelle (42) aufweist, die ein Untersuchungsmedium, insbesondere Licht- oder Elektronenstrahlung, zu dem zu untersuchenden Werkstück hin abgibt, sowie eine auf der anderen Seite der Bewegungsbahn angeordnete Fühleinrichtung (44), insbesondere eine Auffänger-Elektrode, für das durch hergestellte Ausnehmungen des zu untersuchenden Werkstücks gehende Untersuchungsmedium.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersuchungseinrichtung eine Abbildungseinrichtung (2o) aufweist, die ein Bild des an der Untersuchunftsstelle (18) befindlichen Bereichs des zu untersuchenden Werkstücks (2; 146) erzeugt, und daß die Fühleinrichtung (32) mindestens^ ein entsprechend dem Soll-Umriß der abgebildeten hergestellten Ausnehmung angeordnetes Fühlelement (72 bis 86) aufweist.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet*daß mehrere Fühlelemente (72 bis 86) um den Soll-Umriß (66) herum verteilt sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Satz von Fühlelementen (72 bis 78) nach innen und ein zweiter Satz von Fühlelementen (8o bis 86) nach außen gegen den Soll-Umriß (66) versetzt ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung eine Strohoskopein- g* richtung aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungseinrichtung (2o) so ausgebildet ist, daß sie ein vergrößertes Bild erzeugt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, gekennzeichnet durch eine die gewünschte Lage und/oder Form des Bildes angebende Bezugseinrichtung (24·).

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an die Fühleinrichtung (32) eine Auswertschaltung (6o) angeschlossen ist, die aus den von der Fühleinrichtung abgegebenen Signalen Steuersignale für Bearbeitungsparameter erzeugt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (6o) Steuersignale für wenigstens einen

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der folgenden Parameter erzeugt: Fokussierung des Strahls, Intensität des Strahls, Lage der Bearbeitungsstelle, Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks relativ zum Strahl, Strahl-Impulsfolgefrequenz, Strah!-Impulsdauer, Strahl-Astigmatismus . Verteilung der Stromdichte im Arbeitsfleck.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das untersuchte Werkstück ein von dem bearbeiteten Werkstück (2) getrenntes Hilfswerkstück (146) ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfswerkstück (146) aus wenigstens einer Lage einer vom Strahl veränderbaren oder zerstörbaren Folie besteht.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewegung des Hilfswerkstücks (146) relativ zum Strahl (116) eine Hilfswerkstück-Fördereinrichtung (154) vorgesehen ist, die eine zumindest im Bereich der Untersuchungseinrichtung von der Bewegungsbahn des zu bearbeitenden Werkstücks (2) getrennte Hilfswerkstück-Bewegungsbahn definiert.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, gekennzeichnet durch eine von der Bearbeitungsstelle (12) des Werkstücks (2) getrennte Hilfswerkstück-Bearbeitungsstelle (16o) und eine HilfsSteuereinrichtung (158) zur wahlweisen oder

, in vorgegebenen Intervallen erfolgenden Ablenkung des Strahls (116) auf die Hilfswerkstück-Bearbeitungsstelle (I6o).

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BAD OFHGINAt

3o. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Bearbeitungsstellen (12, 16o) die Auftreffbereiche des Werkstücks (2) und des Hxlfswerkstücks schräg zueinander liegen.

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