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Der FocusParameterMonitor (FPM) ermöglicht eine schnelle Bestimmung von Laserstrahlparametern. Die Messabläufe werden dabei komplett aus den vorhandenen Maschinenprogrammen heraus gesteuert.

Laserstrahlen schnell vermessen
Der FocusParameterMonitor (FPM) ist das erste System am Markt, das eine schnelle Bestimmung der Laserstrahlparameter in der Bearbeitungszone ermöglicht. Seine Vorteile: Es kann einfach in die Anlage integriert werden und darüber hinaus ermöglicht die Feldbus-Schnittstelle (PROFINET, PROFIBUS) eine leichte Anbindung an viele industrielle Steuerungen und Netzwerke.

Der FPM wurde zunächst für die Laserstrahlvermessung an einer speziellen Anwendung konzipiert – einer Laserschweißzange. Er besteht aus drei Hauptkomponenten: der Leistungsmesseinheit, der Strahlanalyseeinheit und dem Feldbus-Interface. Diese Komponenten sind in ein stabiles Aluminiumgehäuse eingebaut. Ein elektrisch angetriebener Verschluss schützt den Strahleintritt vor Verschmutzung; ebenso ein auswechselbares Schutzglas, das mit Druckluft gespült wird.

Die Strahlparameter der Bearbeitungszone werden periodisch gemessen. Diese automatisierten Kontrollen bilden die Basis für eine gesicherte Prozessqualität.

Aus der Praxis

Ein typischer Anwendungsbereich des FPM ist die automatisierte periodische Überwachung von Laseranwendungen – gerade in der Produktion mit Hochleistungslasern mit geringer Strahldivergenz, wie beispielsweise beim Remote Welding oder beim Einsatz von Laserschweißzangen in der Blechbearbeitung.

Messverfahren – das Prinzip

Am Strahleintritt schützen ein elektrischer Verschluss sowie ein Schutzglas das Messgerät vor Verschmutzung. Der vom Laser und der Bearbeitungsoptik kommende Strahl wird über einen Umlenkspiegel ins Gerät geleitet.

Über einen Strahlteiler und einen weiteren Umlenkspiegel gelangt der Strahl zu den Messkomponenten. Die Laserleistung wird kalorimetrisch gemessen. Dazu bestrahlt der Laser für eine definierte Zeit den Absorber. Mithilfe der bekannten Wärmekapazität, der Temperaturerhöhung des Probenkörpers und der Bestrahlungsdauer wird die Leistung berechnet. Die kamerabasierte Strahlanalyseeinheit misst mit einem CCD-Sensor die Strahlgeometrie und Strahllage. Ein Feldbus-Interface übermittelt schließlich die Messdaten an die Anlagensteuerung. Es ist kein zusätzlicher PC notwendig.

Gemessene Strahlparameter

  • Laserleistung
  • Strahlabmessungen
  • Strahllage

bei:

  • Wellenlänge: 1030–1090 nm
  • Maximale Laserleistung: 8 kW
  • Messzeit, typisch: 0,3 s (für die Strahlvermessung)

Bedienung

Flexibel in der Montage, vollautomatischer Betrieb
Der FPM kann sowohl horizontal als auch vertikal montiert werden. Wegen der Verschmutzungsgefahr wird die vertikale Befestigung mit horizontalem Strahleinfall empfohlen. Seine Bedienung erfolgt vollautomatisch. Durch die Anbindung an die Maschinensteuerung können die Messabläufe komplett aus den vorhandenen Maschinenprogrammen heraus gesteuert werden. Das Feldbus-System übernimmt dabei die Kommunikation.

Modelle und Optionen

Für den FocusParameterMonitor ist eine Feldbus-Schnittstelle (PROFIBUS, PROFINET) wählbar, zudem ist er mit einem wechselbaren Schutzglas ausgestattet.

  • FocusParameterMonitor Abbildung 1:1, maximale Divergenz 60 mrad
  • FocusParameterMonitor Abbildung 5:1, maximale Divergenz 120 mrad