Monitorovací systém pro laserovou wobblovací hlavu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68081731%3A_____%2F21%3A00550703" target="_blank" >RIV/68081731:_____/21:00550703 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Monitorovací systém pro laserovou wobblovací hlavu

Popis výsledku v původním jazyce

V dnešní době se jako jedna z variant technologie laserového svařování používá svařování s rozmítáním svazku. Principem této metody je přidání rozmítací křivky ke svařovací trajektorii. Volbou parametrů rozmítání pak lze ovlivňovat distribuci energie z laserového svazku do svařovaného materiálu a tím i geometrii a případně i mikrostrukturu svarové housenky. Jako rozmítací křivka se typicky používá kružnice, přímka a složitější křivky (z množiny Lissajousových obrazců). Při hromadné výrobě se zavedeným systémem řízení kvality je nutné dokladovat, že i v případě výše popsané technologie laserového svařování s rozmítáním svazku proběhlo svaření vyráběného dílu korektně a neodchýlilo se od referenčního svaru s prokázanou kvalitou. Pro tento účel slouží monitory svařovacího procesu, které dokážou během svařování dané součástky určit, zda proces probíhá korektně dle nastavených kritérií. Funkční vzorek monitorovacího systému sestává z několika částí. Komerční wobblovací hlava D30 od firmy IPG sestává ze dvou galvoskenerových vychylovacích jednotek 2,3 a pomocného zrcadla 4, fokusační čočky 6 a řídící elektroniky 5. Do hlavy je přidána detekční jednotka snímající zpětně odražené záření 9 z pracovního výkonového laseru 1. Detekční jednotka obsahuje filtr 10 propouštějícího pouze pracovní vlnovou délku laseru, šedý filtr 11 snižujícího intenzitu detekovaného záření, optiku 12 a detekční jednotku 13. Signál z této detekční jednotky je vyhodnocován v jednotce 14, která ho vyhodnocuje v časových úsecích daných synchronizačním signálem z řídící jednotky wobblovací hlavy 5. Hlavní myšlenkou a základním principem vyhodnocování realizovaného funkčního vzorku je porovnávání signálu vždy po sobě jdoucích period z hlediska jejich rozdílu. Pokud je rozdíl větší než nastavená hodnota, počítač indikuje vzniklý rozdíl. Tímto způsobem se vyhodnocuje stabilita svařovacího procesu.n

Název v anglickém jazyce

Monitoring system for laser wobbling head

Popis výsledku anglicky

Today, beam sweeping is used as one of the variants of laser welding technology. The principle of this method is to add a sweep curve to the welding trajectory. By choosing the sweeping parameters, it is then possible to influence the distribution of energy from the laser beam into the welded material and thus also the geometry and possibly also the microstructure of the welding bead. Circles, lines, and more complex curves (from the set of Lissajous shapes) are typically used as the wobble curve. In mass production with an established quality management system, it is necessary to prove that even in the case of the above-described laser welding technology with beam wobbling, the manufactured part was welded correctly and did not deviate from the reference weld with proven quality. For this purpose, monitors of the welding process are used, which can determine during welding of the component whether the process is running correctly according to the set criteria. The functional sample of the monitoring system consists of several parts. The commercial wobbler head D30 from IPG consists of two galvoscanner units 2,3 and an auxiliary mirror 4, a focusing lens 6 and control electronics 5. A detection unit sensing backscattered radiation 9 from the working power laser 1 is added to the head. The detection unit contains a filter 10 transmitting only the working wavelength of the laser, the gray filter 11 reducing the intensity of the detected radiation, the optics 12 and the detection unit 13. The signal from this detection unit is evaluated in the unit 14 which evaluates it at time intervals given by the synchronization signal from the wobble head control unit 5. The main idea and the basic principle of evaluating the implemented functional sample is to compare the signal of always consecutive periods in terms of their difference. If the difference is greater than the set value, the computer indicates the difference. In this way, the stability of the welding process is evaluated.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20205 - Automation and control systems

Projekt

<a href="/cs/project/TH04010366" target="_blank" >TH04010366: Pokročilé metody laserové svařování pro automobilový průmysl</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

APL-2021-12

Číselná identifikace

APL-2021-12

Technické parametry

Monitorovací systém sestává z několika částí. První částí je detekční jednotka umístěná na komerční svařovací hlavě s dynamicky rozmítaným svazkem (tzv. wobble hlava). Pomocí křemíkové diody nebo synchronizované kamery je snímán svařovací proces na vlnové délce laseru – jde tedy o zpětně odražené záření. Druhou částí je měřící ústředna, která zpracovává vstupní signály a toto zpracování je řízeno synchronizačním signálem z řídící elektroniky. Vlastní zpracování signálu probíhá v připojeném počítači. Hlavní myšlenkou a základním principem vyhodnocování realizovaného funkčního vzorku je porovnávání signálu vždy po sobě jdoucích period z hlediska jejich rozdílu. Pokud je rozdíl větší než nastavená hodnota, počítač indikuje vzniklý rozdíl. Tímto způsobem se vyhodnocuje stabilita svařovacího procesu.

Ekonomické parametry

Funkční vzorek realizovaný při řešení grantu, s předpokladem smluvního využití s vědeckým a ekonomickým přínosem i po jeho ukončení. Kontakt: doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D., mrna@isibrno.cz.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

68081731

Název vlastníka

Ústav přístrojové techniky AV ČR, v. v. i.

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

P - Využití výsledku jiným subjektem je v některých případech možné bez nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—