CN108698162A - 用于粗糙化基底的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于粗糙化气缸孔的设备，其使用射束工具并且即使在高件数的情况下也实现了非常高的过程安全性。

Description

用于粗糙化基底的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于制造经粗糙化的表面的方法和设备。粗糙化的表面在粗糙化之后被热涂层。粗糙化的目的是实现粗糙化的金属的或非金属的层的高的粘结抗拉强度。在此，主要涉及在内燃机的气缸孔中的应用。热喷涂层是低摩擦和低磨耗的并且允许优化内燃机，特别在废气排放的降低方面。在粗糙化和热涂层之后，在多个步骤中进行最终珩磨操作，所述珩磨操作有利地将喷涂粗糙的表面改变成摩擦上合适的形貌。

背景技术

DE 102009051717 Al描述了处理链，其包含通过激光辐射进行粗糙化并且随后进行热涂层。

EP 2799180 A2描述了一种用于表面结构化的方法，所述表面结构化先于热涂层。本申请关注于激光束的特性及其参数化。

DE 102014207263 Al同样仅描述了激光相关的特征，尤其是实现具有双焦的光学装置的射束工具。

上述印刷文献均未包含如下暗示：如何可以将气缸孔的粗糙化转化为大批量制造。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供制造装置(设备)、射束工具和方法，其能够实现全自动化地、过程安全地且以小于一分钟的节拍时间执行内燃机的基底表面尤其气缸孔的粗糙化。

该任务根据本发明通过根据权利要求1所述的用于粗糙化表面的设备来解决。

该方案实现射束工具的紧凑的结构形式。

通过准直器抗扭转地设置在滑座上并且并不参与主轴的转动运动，准直器可以以简单的、可靠的且低损耗的方式例如经由光导体与射束源连接。

通过进行聚焦的透镜或聚焦光学装置设置在射束工具中并且因此参与主轴的转动运动，改进了激光束的质量。在固定的准直器与进行转动的聚焦透镜之间的过渡在技术上非常简单：因为准直器至少部分没入到主轴中，所以通过在准直器与可转动的主轴之间的简单的迷宫式密封可以安全且可靠地防止：激光束在过渡区域中出射，这是不期望的，因为激光束对人和物构成危险。此外，使阻隔空气(Sperrluft)的损耗最小化，所述密封空气处于主轴和射束工具之内。

通过一同转动的聚焦光学装置或一同转动的用于聚焦的透镜非常精确地遵守激光束的中央的位置，这改善了加工质量。

沿着Z轴的方向的移动和主轴的转动确保全面地粗糙化气缸孔。为此需要通过调节/控制来调谐转动运动的叠加使得可以实现限定的进给运动。主轴马达的转动传递到主轴上，该主轴在结构上集成到紧凑的主轴单元中。

与进给运动无关地可铺设到顶部覆盖面的掩模化部分派在单独的滑座上。掩模化部处于直角尺的下边上。

激光束馈送到可定向的准直器中，该准直器使发散的激光束平行。准直器在需要时可以用空气或其他气态的或液态的流体冷却。

准直器可以如所示出的那样垂直地设置。其他安装位置也是可能的，然后这需要用于偏转射束的光学器件。在不旋转的准直器与旋转的主轴之间存在小的间隙，使得仅产生小的排气损耗。此外，间隙例如构成为迷宫式密封，使得不能看到主轴的内部。这样处理的射束穿过空心主轴并且在主轴端部上射入射束工具中。在射束工具中存在以主轴转速转动的焦距为f的聚焦透镜，所述聚焦透镜将射束聚焦到孔的表面上。在射束工具中处于射束偏转部，射束偏转部构成为反射镜或棱镜，使得没有产生显著的发热和没有产生有害的热交点漂移。出射角可以根据工艺技术的要求与相对于工具轴线的法线方向偏差。在射束出射处，射束穿过阻隔空气冲洗的保护玻璃，使得没有熔融材料能够到达射束工具中并且保护窗的受污保持得小。特别是在射束工具的下端部上的对称的质量分布即使在高转速的情况下也改善了回转。因此，通常需要射束工具的精确的平衡。

要提及的是，聚焦是可调节的。这不仅可以手动地而且可以自动地进行。射束工具可以构成有内部液体或气体冷却系统或在外部构成有用于对流冷却的冷却肋片。

在本发明的一个优选的设计方案中，射束工具和要加工的工件相对彼此沿着要加工的孔的纵轴线的方向(Z轴)可移动，使得通过由主轴的转动运动和射束工具和工件的相对运动的组合实现了孔的由激光射束可加工一部分。

相对运动例如可以通过如下方式实现：该设备包括支架和机架，其中在支架上设置工件容纳部，其中至少一个基板在机架上可沿着X轴方向移动并且可定位地引导。通过该布置也可能的是，通过如下方式粗糙化工件的一个或多个孔(例如气缸体)：射束工具沿着Z轴运动到要粗糙化的孔中。

在射束工具中的偏转装置可以构成为反射镜和/或棱镜。两个实施形式非常紧凑地构建并且具有仅相对小的质量，使得高的主轴转速也是可能的，而主轴因出现的离心力而形变或以其他方式承受过负荷。由此，提高根据本发明的射束工具的性能。

根据本发明的设备在准直器相对于主轴或射束工具的布置方面非常灵活。这样，准直器的纵轴线和设备的Z轴线或射束工具的转动轴线可以夹有在0°到90°之间的角度。在需要时，反射镜或棱镜设置在准直器与射束工具之间。

为了确保杂质不能进入主轴的内部中，在工具的与准直器相反的端部处在射束工具中设置有对于激光射束透明的窗。通过该窗，激光射束从射束工具出射。

此外，射束工具具有至少一个阻隔空气通道和用于阻隔空气的排出开口。用于阻隔空气的排出开口定向为使得从排出开口排出的阻隔空气不让杂质靠近该窗。由此在长的运行持续时间上实现激光射束的恒定的功率或功率密度。换言之：在对窗周期性需要的清洗之间的时间间隔被延长。两者有助于提高根据本发明的射束工具的生产率。阻隔空气可以同时用于冷却射束工具。

已证明为有利的是，准直器经由导光线缆与激光光源连接。不仅激光光源而且准直器和导光线缆不执行转动运动，这简化了设备和射束工具的构造性结构并且提高可靠性。

为了确保：激光射束并不从实际的工作区域出来，在基板上设置掩模化设备，其能沿着Z轴的方向移动地和定位地引导。

掩模化设备可以具有环形的元件，所述元件与主轴大致共轴线地定位并且可沿着Z轴的方向移动。此外，掩模化设备可以具有平面的元件，其与Z轴正交地定向。由此实现了激光射束的最优的遮盖，使得在射束工具附近的人员和/或物体受到保护。

为了确保射束工具的保持不变的高的加工质量，在机架或支架上设置有测量装置，用于测量从射束工具的窗中射出的激光射束。该测量装置尤其测量激光射束的功率密度。当所测得的功率密度在预设的阈值之内时，则由此可以导出，主轴的窗受杂质污染并且窗必须被清洁。在清洁之后，激光射束的性能又处于原始值的100％处。

用于测量激光射束的功率密度的测量装置在市场上可获得。与要求保护的发明结合表明的是，测量装置在加工过程(对孔的粗糙化)期间从根据本发明的射束工具的工作区域移出。

当要测量激光射束的功率密度时，测量装置定位为使得其与射束工具的窗有确定的间距。在测量装置与射束工具之间的间距选择为使得激光射束的焦点并不在测量装置所处的位置处。确切而言，测量装置与主轴远离到使得与在焦点中相比具有更大的面的并且由此具有明显更小的功率密度的激光射束射到测量装置上。随后，对功率密度的测量可以快速地且简单地进行，而测量装置不被激光射束的高功率密度损伤。

在其他有利的设计方案中，在机架或支架上设置用于射束工具的窗的清洁装置，其中清洁装置包括壳体，该壳体具有至少一个开口和至少一个用于清洁介质的喷嘴，清洁介质尤其是气体如例如CO₂、液体或干冰，并且在壳体中的和也在射束工具中的开口，然而至少射束工具的窗允许进入壳体。由此可能的是，利用清洁介质优选干冰高效地且工艺安全地去除在主轴的窗上的杂质，使得在清洁过程之后又形成射束工具的完整性能。在清洁过程期间可以使主轴转动和/或射束工具沿着Z轴方向相对于清洁装置运动，使得窗的所有区域均匀良好地被清洁。

清洁装置也可在引导部上移动地和可定位地设置，使得其在粗糙化过程期间可以从射束工具的工作区域中运动出来。只有当射束工具的窗必须被清洁时，清洁装置才定位在射束工具的工作区域中，使得通过射束工具沿着Z轴的方向上的移动可以使射束工具的至少一个窗移入清洁装置的开口中并且在那里例如可以用干冰清洁。

为了使根据本发明的设备的周围环境中的空气负荷最小化并且同时使窗受蒸汽和要加工的孔的表面部分熔融形成的杂质的污染最小化，设置吸取装置，吸取装置具有至少两个吸取管路，其中优选针对每个在工件中要粗糙化的孔设置独立的吸取管路。

吸取管路具有中央的抽风机，其与所有吸取管路连接。根据本发明，设置为，在每个吸取管路中设置一个封闭机构，譬如封闭活门。同时，设置吸取管路并且只有在于恰好被粗糙化的孔连接的吸取管路中打开该吸取管路中的封闭机构。

即当例如在工件中存在四个孔并且仅仅一个孔被粗糙化一次时，于是封闭三个吸取管路而将仅仅一个孔与抽风机连接。由此，抽风机的功率需求最小化，而吸取装置的效率不受不利影响。

在要处理的孔与吸取管路之间的过渡设计为使得压力损耗最小化。其例如可以构成为洗涤器(Konfusoren)或扩散器。

在其他有利的设计方案中，设置操作装置，该操作装置将加工完成的工件从根据本发明的设备中取出并且将新的工件搁置到工件容纳部上。工件本身可以具有所谓的索引孔。可替选地，也可能的是，工件容纳在基本支架上并且该基本支架具有索引孔，所述索引孔与根据本发明的设备的工件容纳部的互补设置的条带共同作用，使得工件的要加工的孔被准确定位。重要的是，实现孔加工的均匀的质量。

如果射束工具的转动轴线与要加工的孔的轴线并不重合，则在主轴旋转的情况下激光射束或多或少强烈聚焦，在激光射束射到孔的要加工的表面上的情况下。相应地，激光射束的功率密度是不同的，这得到不同的加工结果。这不是所期望的。因为，孔相对于射束工具的主轴的转动轴线的足够精确的定位对于过程安全的大批量制造而言是重要的。根据本发明的通过激光射束的粗糙化的特别的优点在于，对定位精度的要求并不是特别高，因为激光射束在瑞利距离之内近似具有恒定的强度。瑞利距离在所述工艺条件下为大约0.6mm-0.8mm。±0.3mm-0.4mm的定位精度因此是足够的。这样的精度由现代工具机器本来就能达到。

由于射束工具沿着X轴的方向可移动，所以也可以进行主轴相对于孔的非常精确的定位。孔在要加工的工件中的定位的因制造引起的偏差由此得以补偿。上文所述的射束工具相对于要加工的孔的中部的定位精度被毫无问题地实现，即使在射束工具仅沿着X轴的方向移动而不能沿着Y轴的方向移动。由此得到了根据本发明的制造设备的相对简单的且成本低廉的结构。

本发明也涉及一种用于利用具有上述权利要求中任一项所述的设备来粗糙化基板表面的方法，其中该方法包括如下方法步骤：

-将掩模化设备搁置到孔的端面上，该端面的表面要被粗糙化，

-主轴移入孔中以及

-主轴转动

-和/或主轴(27)和/或工件(11)沿着Z轴的方向移动，使得激光射束以限定的进给以线圈形式或者以多个并排的环的形式粗糙化孔(61)的要加工的表面。

该非常简单的方法实现了孔的快速的且过程安全的加工。

可能的是，可以持久地接通激光射束，即使在激光射束经过在要加工的孔中的开口运动的情况下，并且总是当激光射束在要加工的孔之外时，通过屏蔽部遮挡激光射束，使得激光射束不会造成对在那里工作的人员或者在那里存在的设备的损伤。这使粗糙化过程的控制变得容易。如果要加工孔连带附加的通风孔或用于连杆孔(pleuegeige)的凹进部，则并不需要切断在断裂的区域中的射束，因为激光射束散焦(defokussiert)到工件表面上，与要加工的孔相比具有更大的间距。由于由此更小的射束强度，在那里不进行粗糙化过程。

可替选地，激光射束当其射到要粗糙化的表面上时才可以被接通。这节约能量并且降低了用于屏蔽部的开销。

屏蔽部在此与射束工具的窗或主轴以如下间距设置，使得激光射束散焦地射到屏蔽部并且由此激光射束的功率密度小到使得屏蔽部不受损伤。

此外，设计为，吸取装置从处于加工中的孔中吸取与激光加工的残余物混杂的空气。由此，首先改善了在根据本发明的设备的紧邻的周围环境中的空气并且激光工具的窗少受沾污。由此，改善了粗糙化过程的过程稳定性并且可以延长按其必须测量激光射束的功率的时间间隔。这提高了根据本发明的设备的生产率。

在根据本发明的方法的其他有利的设计方案中设计为，根据预设的时间间隔例如根据确定的加工持续时间或在达到确定的件数之后，测量射束质量的一个或多个参数尤其是激光射束的功率密度并且根据测量的结果要么直接继续加工要么清洁射束工具的窗，以便将激光射束的性能又提升到原始的值。

与激光射束的测量结果有关的方法执行一方面实现最优的生产率而另一方面实现加工结果即使在非常大的件数的情况下也保持恒定。

本发明的其他优点和有利的设计方案可从后续的附图、其描述和权利要求中获知。所有在附图、其描述和在权利要求中公开的特征不仅可以单独地而且可以任意彼此组合地实现本发明。

附图说明

在附图中：

图1示出了根据本发明的设备的整体视图，

图2和图3示出了根据本发明的射束工具的细节，

图4示出了用于测量激光射束的性能的测量装置的示意性视图，

图5示出了根据本发明的清洁设备的示意性视图，

图6示出了根据本发明的吸取装置的细节，以及

图7示出了根据本发明的操作装置的实施例。

具体实施方式

在图1中以等距图(Isometrie)和略微简化地示出了根据本发明的设备1的实施例。该设备包括支架3和机架5。在支架3上设置工件容纳器7和操作装置9。操作装置9可以如在图1中所表示的那样构成为变换把手。

工件11在该实施例中是内燃机的气缸体，其具有四个气缸孔(不带附图标记)。

在机架5上在该实施例中，两个主轴27设置在基板13上，所述主轴可以沿着X轴的方向移动和定位。为此，存在引导部和驱动装置以及用于检测基板13的位置的测量装置。该线性引导部和驱动装置在现有技术中是已知的并且因此未作详细阐述。

在主轴27上设置射束工具33，所述射束工具在下文中结合图2和图3还将予以详细阐述。射束工具33可以彼此独立地运行并且沿着X轴和Z轴移动。由此可能的是，同时或时间上彼此错开地将多个孔加工到一个或多个工件11中。

在射束工具33之间设置用于测量激光射束或功率密度的测量装置17。该测量装置结合图4予以详细阐述。

在机架5的左侧端部上，清洁装置19大部分被左侧的激光工具33遮盖，该清洁装置结合图5予以详细阐述。

图2示出了图1的细节，即射束工具33，其与主轴27连接并且可沿着Z轴的方向移动。

在基板13上设置线性引导部21。该线性引导部也包括线性驱动装置以及用于检测射束工具沿着Z轴的位置的传感器。该部件在现有技术中是已知的并且出于概览性原因并未详细示出。

在线性引导部21上设置滑座29。该滑座29可以沿着Z轴的方向移动。滑座29承载准直器25和用于主轴27的驱动装置23。准直器25在该实施例中经由角形件22牢固地与滑座29连接。为准直器25供给光的射束源和导光线缆在图2中未示出，以便可以清楚地看到准直器25。

准直器25部分伸入主轴27中，该主轴可转动支承地固定在滑座29上。用于主轴27的转动驱动装置设置有附图标记31。转动驱动装置31同样固定在滑座29上。

在图2中，在主轴之下，射束工具33与主轴27连接。在射束工具33的在图2中的下端部上设置偏转装置和窗(参见图3)。偏转装置和窗在图2中通过掩模化设备35基本上遮盖。

掩膜化设备35在引导部21上的单独的滑座37上引导并且可以沿着Z轴的方向与射束工具33无关地运动。掩膜化设备35是环形的造型，其相对于主轴27或射束工具33的纵轴线同心地定位。掩膜化设备35优选由铜构成，因为铜可以良好地吸收激光射束的能量并且由于其良好的导热性而迅速导出能量。

在图3中仅标明了主轴27的端部。该主轴27以凸缘41结束，在该凸缘上固定射束工具33。射束工具33部分虚线地示出。

在射束工具33中设置聚焦的透镜39。该聚焦的透镜39将激光射束55的由准直器25相同朝向的光聚焦到焦点F上，该焦点在射束工具之外。在焦点F所处的位置处是要加工的孔61的表面。

于是当主轴27和用其使射束工具33围绕Z轴进行旋转时，孔的圆形的或环形的区域被激光射束55射到并且根据本发明被构建。现在如果射束工具33与主轴27的转动一起沿着Z轴的方向运动，则形成螺旋的或线圈形的线。激光射束55的焦点沿着该线游移经过要粗糙化的孔61。可替选地，也可以加工孔表面的“环”并且随后使射束工具沿着Z轴的方向移动了射束工具33的加工宽度。该过程重复直至孔61的整个要加工的表面粗糙化。

如果要加工的孔61的中轴线和主轴27的转动轴线重合，则在孔的整个环周上形成激光射束的均匀作用并且因此得到对孔的激光加工的均匀结果。

出于该原因重要的是，射束工具33可沿着X轴的方向移动并且定位。也即于是射束工具33的转动轴线可以相对于要加工的孔61的纵轴线最佳地定向。这在必要情况下通过测量装置来辅助，使得确保最优的加工质量，即使在工件11中的孔61受制于制造具有一定的位置公差的情况下也如此，该测量装置检测要加工的孔的准确位置。

在图3中可以看到凸缘41。该凸缘是工具主轴27的一部分。通过该凸缘，射束工具33利用主轴27旋接。射束工具33可以更换，使得可以根据要加工的孔的长度和/或要加工的孔的直径将合适的射束工具33安置在主轴27上。

借助上部分调节环45的、下部调节环47的和另一调节环49的销钉43将聚焦透镜39相对于主轴的凸缘41定位在期望的位置中。由此可能的是，改变焦点F的位置。以此方式可以使射束工具33与不同的孔直径匹配。焦点F距主轴27的转动轴线的间距通常确定为使得焦点与要加工的孔61的表面重合。

弹簧51补偿温度波动，使得确保聚焦透镜39无间隙的贴靠。

在射束工具33的下端部上设置偏转装置53，该偏转装置在该实施例中由偏转反射镜构成。然而也可能的是，偏转装置53包括棱镜。

激光射束55从聚焦透镜39开始越来越薄，直至激光射束最终达到焦点F。在那里，功率密度自然是最高的。

激光射束55通过窗57离开射束工具33，所述窗对于激光射束是透明的并且防止杂质能进入射束工具33的内部。

在射束工具33的在图3中所示的端部上示出了阻隔空气出口59。阻隔空气通过射束工具的内部直至到达其下端部并且在那里通过喷嘴(在图3中不可见)排出，使得鼓风装置铺设在窗57的外侧之上并且因此没有杂质或仅非常少的杂质到达窗57的表面上。这样的杂质当其沉淀在窗57上时减小功率密度或激光射束在焦点F中的功率并且由此也使射束工具的加工结果劣化。因此，阻隔空气输送装置59是有效的机构以提高处理安全性。

在图3中非常示意性地标明了孔61。从图3中清楚的是，孔61的纵轴线和主轴27的或射束工具33的纵轴线彼此共轴线地伸展并且焦点F处于孔61的表面所处的位置中。于是当射束工具33转动360°一次时，则焦点F游移经过孔61一次并且在那里实现表面的所期望的粗糙化。现在当该转动运动与沿着Z轴的方向的进给方向组合时，则得到了螺旋线，在该螺旋线上焦点F在孔61的表面上游移，使得孔61的整个表面可以被粗糙化。显而易见的是，主轴27的给进速度和转速必须彼此协调，使得孔61的整个表面被粗糙化。

为了确保激光射束55在焦点F中的功率保持恒定，在根据本发明的设备上设置测量装置63，所述测量装置例如可以设置在机架5上。

在图4中示意性地示出了测量装置63。测量装置的测量区用附图标记65表示。该测量区定向为使得其激光射束55正交地射到测量区域65上。出于该原因，测量装置63倾斜地架设。

测量装置63可以沿着双箭头67的方向移动，使得在射束工具的窗和测量区65上的间距R是可调节的。在图4所示的位置中，测量装置63处于加工区域之外，即在基板13之后。现在当要测量激光射束55的功率时，于是图4中的测量装置63沿着双箭头67的方向向右上运动，直至间距R具有所期望的值。在此要注意的是，测量区65并不在激光射束的焦点F中，因为激光射束55的功率密度于是高到使得测量区65受损伤。

因此，测量区65定位为使得激光射束55并不用其最大功率密度射到测量区65上，而是具有不引起测量区65损伤的功率密度。

在测量区65中现在激光射束55的功率密度被确定。当功率密度在预设的边界值之下时，则在窗57处有过多的杂质并且窗57必须被清洁。

在图5中示出了适合于此的清洁装置69。清洁装置69包括带有开口73的壳体71。此外，存在用于清洁介质优选干冰的输送开口74。

清洁装置69可沿着X轴的方向移动，使得当激光粗糙化孔时，清洁装置69被置于射束工具33的工作区域之外。在图5中示出了清洁装置69的如下位置，在该位置中射束工具33或窗57可以在射束工具33的下端部处被清洁。窗57在壳体71的开口73中恰好还可以看到。

当要清洁窗57时，射束工具33更深入地移入壳体71中。窗57定向为使得其直接被施加有清洁介质，该清洁介质通过输送开口75进入壳体71的内部中。特别优选的是，将干冰用作清洁介质，因为干冰具有非常良好的清洁作用并且无残留地蒸发。残留的杂质向下掉落并且可以聚集在壳体71的下端部上并且被排出。

为了均匀清洁窗57，则会有利的是，射束工具22在清洁过程期间沿着Z轴的方向振荡地运动和/或沿着Z轴的方向转动。

在图6中示出了根据本发明的吸取装置的一部分。在该实施例中在气缸体(工件)中存在四个孔61。在孔61的下端部上分别安置有吸取管路77。在每个吸取管路77中设置封闭机构79，例如呈截止阀形式。工件11的每个孔61配设有吸取管路77。当例如在右边的第二孔中进行激光加工时，则吸取管路77的封闭机构79打开而在激光加工时形成的蒸汽和杂质可以经由吸取管路69吸取。

吸取管路77的在图6中的上端部84设计为，例如作为洗涤器，使得在孔61与吸取管路77之间的过渡区域中的压力损耗是最小的。

因为在其他孔61中在图6所示的实施例中没有同时进行激光加工，所以吸取管路77的封闭结构79封闭。由此，减小了抽风机的所需的体积流或能量需求并且在图6中右侧的第二孔中的杂质的吸取变得更有效。

在图7中示意性地示出了操作装置81。该操作装置构成为变换把手。工件11借助衬垫83搁置在工件容纳部7上并且通过索引设备精确地定位。在工件11被加工之后，所述工件被操作装置81从工件容纳部7中取出并且将新的未加工的工件11放置到工件容纳部7上。

Claims (28)

1.一种用于粗糙化表面的设备，包括至少一个滑座(29)，其中每个滑座承载至少一个准直器(25)和至少一个可转动驱动的主轴(27)，并且其中在每个主轴(27)上固定有射束工具(33)，其特征在于，所述射束工具(33)包括聚焦透镜(39)或聚焦光学装置和偏转装置(53)，所述偏转装置(53)设置在所述射束工具(33)的与所述准直器(25)相对置的端部上，和所述聚焦透镜(39)或者所述聚焦光学装置参与所述射束工具(33)的转动运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述射束工具(33)和要加工的工件(11)相对于彼此沿着X轴的方向能移动。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备包括支架(3)和机架(5)，在所述支架(3)上设置工件容纳部(7)，在所述机架(5)上至少一个基板(13)能够沿着X轴的方向移动和定位地引导，并且所述至少一个滑座(29)在所述基板(13)上沿着X轴的方向能移动地引导。

4.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述偏转装置(53)包括反射镜和/或棱镜。

5.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述准直器(25)的纵轴线和所述设备的Z轴线夹有在0°到90°之间的角度。

6.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述准直器(25)的输出端与所述射束工具(33)之间设置有反射镜和/或棱镜，所述反射镜或所述棱镜将所述激光射束平行于Z轴定向。

7.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述反射镜(27)在其与所述准直器(25)相反的端部上具有对于所述激光射束(55)透明的窗(57)，所述主轴(27)具有至少一个阻隔空气通道(59)和用于所述阻隔空气的排出开口，其中从所述排出开口排出的阻隔空气不让杂质靠近所述窗(57)。

8.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述射束工具(33)具有冷却装置，尤其是对流冷却装置或液体冷却装置。

9.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述准直器(25)经由导光线缆与激光光源连接。

10.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述基板(13)上，掩模化设备(35)能沿着Z轴的方向移动和定位地引导。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述掩模化设备(35)能相对于所述主轴(27)共轴线移动。

12.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述机架(5)或所述支架(3)上设置有测量装置(63)，用于测量从所述射束工具(15)的窗(57)中射出的激光射束(55)。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述测量装置(63)在引导部上引导，使得在所述测量装置(63)与所述主轴(27)之间的间距(R)能够调节。

14.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述机架(5)或所述支架(3)上设置有清洁装置(69)，所述清洁装置(69)包括壳体(71)，所述壳体具有至少一个开口(73)和至少一个用于清洁介质尤其气体例如CO₂、液体或干冰的输送装置(75)，和所述开口(73)允许将所述主轴(27)、而至少所述主轴(27)的窗(57)没入到所述壳体(71)中。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述清洁装置(69)在引导部上引导，使得所述清洁装置(69)在需要时能够相对于主轴(27)的纵轴线共轴地定位。

16.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述射束工具(33)相对于要加工的孔(61)能定位的精度小于所述激光射束(55)的瑞利距离。

17.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述机架(5)或所述支架(3)上设置有吸取装置，并且所述吸取装置具有至少两个吸取管路(77)，然而优选针对每个在工件(11)中要粗糙化的孔(61)具有独立的吸取管路(77)，和所述吸取装置具有抽风机，所述抽风机与所有吸取管路(77)连接。

18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，在每个吸取管路(77)中存在能控制的闭合装置，尤其封闭活门(79)。

19.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述设备包括操作装置(81)，和所述操作装置(81)将要加工的工件(11)输入所述设备的工作区域中并且将被加工的工件(11)从所述设备的工作区域运出。

20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述操作装置(81)构建为换向把手。

21.一种用于利用根据上述权利要求中任一项所述的设备来粗糙化基板表面的方法，其特征在于如下方法步骤：

-将掩模化设备(35)搁置到孔(61)上，所述孔的表面要被粗糙化，

-将射束工具(33)移入所述孔(61)中，

-将所述射束工具(33)转动和/或将所述射束工具(33)沿着Z轴的方向进给。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，射束源在整个粗糙化过程期间是接通的。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，一旦整个孔(61)或所述孔(61)的所期望的部分粗糙化，则所述射束源被切断。

24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于，所述吸取装置从处于加工中的孔(61)中吸取与激光加工的残余物混杂的空气。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，从处于加工中的一个或多个孔(61)仅吸取空气。

26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个窗(57)以规则间隔在所述主轴(27)的尖端处被移入所述测量装置(63)的工作区域中，并且随后测量从所述窗(57)射出的激光射束(55)。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，根据所述激光射束(55)的测量结果在无需中间连接清洁步骤的情况下又直接使用所述射束工具(33)的窗(57)来粗糙化所述孔(61)。

28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，根据所述激光射束(55)的测量结果清洁所述射束工具(15)的窗(57)。