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PRIMES GmbH
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Das BeamControlSystem (BCS), ermöglicht die automatische Vermessung der wichtigsten Laserstrahlparameter innerhalb von industriellen Laserfertigungslinien. Die Strahlleistung, sowie die Fokusabmessungen und die Leistungsdichteverteilungen werden von dem komplett staubdicht abgeschirmten System vermessen.

Aus der Praxis

In Roboterzellen zum Laserstrahlschweißen ist dieses BCS beispielsweise in einem Referenzpunkt montiert. Immer wenn der Roboter bzw. auch kartesische Achsen referenziert werden, kann eine Laserstrahlanalyse gestartet werden. Die Eintrittsblende des BCS wird von der Roboter- oder Mastersteuerung geöffnet und ein Messzyklus wird gestartet.
Wird die EVALUATION-Funktion genutzt, wurden also Min.- Max.-Werte für Fokus- Abmessungen, Laserstrahlleistung, etc. vorgegeben, so können Alarmsignale initiiert werden sobald diese Toleranzen überschritten werden.
Manuelle Auswertungen erlauben zudem die Protokollierung der Messdaten und das Generieren von Trends. Sehr oft ändern sich Fokuslage, Fokusabmessung, die Beugungsmaßzahl M2 oder das Strahlparameterprodukt «schleichend». So könnte sich langsam, jedoch stetig die Wärmeeinflusszone eines Laserstrahlschweißprozesses vergrößern. Der Wärmeverzug der gefertigten Bauteile würde damit ebenso stetig und vielleicht sogar unbemerkt ansteigen.

Eigenschaften des BeamControlSystem

  • Fokusvermessung von 0,2 mm bis 3 mm
  • SPS-Interface zur Kommunikation mit Laser- bzw. Anlagensteuerung
  • Skriptgesteuerte automatische Messabläufe
  • Überwachung von Grenzwerten für Strahlparameter
  • Elektropneumatischer Verschluss
  • Steuerung und Messdatenverwaltung über PC
  • Feldbus-Interface optional zur Anlagenintegration

Messverfahren – das Prinzip

Dieses Kombigerät vereint die Funktionalität von zwei verschiedenen PRIMES-Produkten in einem kompakten Messgerät. Dadurch eignet sich dieses Kombigerät ideal zur festen Integration in eine Lasermaterialbearbeitungsanlage.

  • FocusMonitor
  • CompactPowerMonitor

Beide Systeme kommunizieren mit einer übergeordneten Steuerung, vorzugsweise unter Verwendung der Scriptsteuerung innerhalb der PRIMES LaserDiagnosticsSoftware. Diese ermöglicht die vollautomatische, durch die Laser- oder Anlagensteuerung initiierte Vermessung von Leistung und Fokusgeometrie.

Über die EVALUATION-Funktion lassen sich die Messdaten mit vorgegebenen Grenzwerten vergleichen und entsprechende Alarmsignale an die Laser- bzw. Anlagensteuerung zurücksenden. Insgesamt ermöglicht dies die vollständig automatisierte Überwachung der Strahlparameter. Das Kombigerät ist vollständig staubdicht gekapselt. Der Strahleintritt wird im Stand-By-Betrieb durch einen pneumatischen Verschluss abgedichtet. So können die Messgeräte in rauer, industrieller Umgebung dauerhaft arbeiten.

Gemessene Strahlparameter

Um hier im Rahmen der Qualitätssicherung zusätzliche Sicherheiten zu erreichen, werden die wesentlichen Laserstrahlparameter überwacht.

  • Strahlleistung, typ. ± 3 %
  • Fokuslage z, bis zu typ. 10 % zR
  • Fokusdurchmesser, typ. ± 5 %
  • Rayleighlänge, typ. ± 5 %
  • Strahlparameterprodukt, typ. ± 10 %
  • M2, typ. ± 10 %
  • Elliptizität, typ. ± 10 %
  • Astigmatismus, typ. ± 10 %
  • Strahlrichtung z, typ. ± 0,2 °