Ophir Helios Plus: misurazione integrata della potenza laser nei sistemi automatizzati
Misurare i raggi laser: perché?
Diverse tecnologie, i prezzi d’acquisto più vantaggiosi e la flessibilità di applicazione rendono il laser uno strumento completo per la lavorazione dei materiali. Il fattore critico è che, sebbene la sorgente laser sia stabile, il raggio laser sul piano di lavorazione cambia. Nel peggiore dei casi, completamente inosservato. Fortunatamente, la tecnologia di misura sta tenendo il passo con gli sviluppi della tecnologia laser. Oggi è possibile misurare potenze laser fino a 12kW con un dispositivo di misura compatto, anche senza raffreddamento ad acqua. Il profilo e la distribuzione del fascio di un laser ad alta potenza può essere misurato senza contatto.
Ma perché è importante?
Errori inavvertiti con conseguenze fatali
Un’occhiata ai campi di applicazione del laser lo rende subito chiaro: i laser praticano i fori più sottili, tagliano contorni fini dall’acciaio spesso, le scatole del cambio o le carrozzerie delle auto vengono saldate con i laser, così come le connessioni nella produzione di batterie. I profili dei raggi differiscono in modo significativo per ogni applicazione. Una cosa vale per tutti i laser: Quanto più elevati sono i requisiti di qualità del componente prodotto, tanto più importante è controllare regolarmente il raggio laser. Soprattutto nelle applicazioni industriali, le ottiche che guidano la luce laser si sporcano e deteriorano, il vetro protettivo del laser viene danneggiato o contaminato, oppure il processo viene influenzato meccanicamente in altro modo. Di conseguenza, i parametri del fascio cambiano durante il percorso verso il pezzo. La cosa fatale è che in molti casi questo non viene notato immediatamente. I cordoni di saldatura non stretti abbastanza, un foro non è abbastanza profondo, un contatto della batteria è instabile: errori che possono essere notati solo in una fase successiva quando gli effetti sono ancora più evidenti e di solito comportano costi elevati. Il controllo regolare dei parametri del fascio laser nel processo evita proprio questo.
Misurare un’elevata potenza laser nel processo
La sfida nelle misure dei laser industriali è rappresentata dalla loro elevata potenza, a volte di diversi kilowatt. Allo stesso tempo, i processi di saldatura o taglio avvengono solitamente in sistemi di produzione integrati. Misure di potenza automatizzate, rapide e affidabili, che non interrompono il processo, forniscono una prima indicazione delle variazioni del raggio laser sul piano di lavoro. Con Ophir Helios Plus, MKS Instruments offre un dispositivo di misura compatto, dotato di coperchio a chiusura automatica, in grado di sopportare livelli di potenza elevati, che non richiede il raffreddamento ad acqua e che può essere integrato direttamente nella rete industriale tramite interfacce appropriate. Se i risultati della misurazione della potenza superano i limiti di tolleranza definiti individualmente, è possibile adottare immediatamente delle misure.
Determinare il profilo del fascio
Per i processi critici, è opportuno misurare sia la potenza del laser che il profilo del fascio. Ciò consente di identificare immediatamente eventuali deviazioni e di garantire e documentare costantemente la qualità del processo laser. Grazie a un’intensa attività di ricerca, oggi esiste un dispositivo di misurazione del profilo del fascio adatto anche ai laser ad alta potenza, come quelli utilizzati nella produzione di celle a combustibile e nella saldatura dei componenti delle batterie. Il sistema di misura Ophir BeamWatch Integrated combina la misura senza contatto del fascio laser con la misura della potenza. Ciò consente di determinare in pochi secondi parametri operativi critici come lo spostamento verticale della messa a fuoco o le variazioni della posizione del punto focale del fascio, la profondità di messa a fuoco, la dimensione del fascio, la potenza e la densità di potenza o l’irradianza sul piano di lavoro. Questo è ora possibile anche con laser in fibra monomodale con una lunghezza focale fino a 500 mm. Integrando la tecnologia di misura nel processo automatizzato, si aumenta la qualità dei pezzi prodotti e si evitano richiami e costose rilavorazioni. In generale misurare rende la produzione basata sul laser più affidabile e sostenibile.
