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BeamMonitorは、産業用測定デバイスであり、高パワーの非集光連続レーザビームのビーム解析を行います。

幾何学データ、ビーム対称性、パワー密度分布の全てがオプティクス品質の表示度数として使用されてきて以来、その吸収、埃の汚染レベルは、調整問題と同様、定期的なチェックに役に立ちます。

オプティクスの変化原因は、光構成部の表面の防ぎ難い汚染や、不十分な冷却によって起こる事がしばしばあります。特に、パワーカップリングウィンドウあるいはビームスプリッタなどのトランスミッションコンポーネントの場合、高吸収性の汚れのプロダクトで汚染され、熱レンズを作る原因となります。この現象は、ビーム径とビームの拡がり角に影響を与えます。

使用分野

四方面へ自由に広がる「生ビーム」は、使用に合わせてしばしば「調整」されます。テレスコープはビーム径を縮小、拡大させます。アダプティブopticsも採用されており、それは安定状態を作りだすだけではなく、連続的に可変で高ダイナミック様式で、レーザビームのビーム径または拡がり角を調整します。
このような理由で、現代のCO2レーザビーム切断またはレーザビーム溶接のCO2レーザシステムにおいて、焦点サイズが変更され、あるいは焦点位置はレーザビーム軸方向へシフトします。

したがって、例えば「ピアッシング」の焦点は材料表面上にありますが、実際の切断プロセスでは、徐々に材料に「押し込まれ」ていきます。つまりそれは、レーザビーム溶接では、1つの設定でタック溶接を行うことができ、さらに、別の設定で生ビーム溶接を行う事ができることを意味します。このため、処理を最適化するために、実際のレーザパワーの変動と共に、さらなる可変パラメータが分析され、記録されます。BeamMonitorを補助的に用いて、欠陥のあるビーム位置またはオプティクスの不十分な位置合わせを特定し、記録することもできます。

ダイオード及び他の固体レーザは平行範囲で試験されるため、比較的わずかな労力で評価することができます。レーザオプティクスの「摩耗」は、レーザ加工における問題の主な原因の1つであり、同様に処理結果の品質を大幅に低下させる恐れがあります。BeamMonitorを使用することで、ビームパラメータを迅速かつ確実に測定することができます。

測定方法 – 原理

レーザビームは、ポイントからポイントまでを、回転式測定用チップがスキャンします。ミラーマウントもまた、ビームプロファイル全体をスキャンするために線形に動かされます。この方法により、ビームの一部が偏向され、それぞれ、ディテクタに向けて方向付けられます。

入力シグナルはデジタル化され、評価ユニットに転送されます。14-bit A/Dコンバータと 256 x 128 ピクセルまでの分解能を使用することにより、生ビームの小さな外乱であっても正確な解析が可能です。デバイスは過酷な産業製造条件で使用するように設計されており、あらゆる空間の方向に適応することができます。

このソフトには、以下の標準機能が備わっています:

  • 測定:シングル測定、連続測定(モニター操作)、発展を時系列順に測定(ラインスキャン)
  • ディスプレイ: アイソメトリ、フォールスカラー、カウンターライン、数値結果の表示。
  • データは*.focあるいはASCIIファイル形式に保存。

測定中、ビーム全体がBeamMonitorから再度出て、可能な限り完全に吸収される必要があります。

測定されたビームパラメータ

  • ビームポジション
  • ビームサイズ
  • ビーム対称性
  • パワー密度分布

BeamMonitorはPCから操作されます。これにより、パワー密度分布全体を数秒以内で表示することができます。イーサネット接続では、0.4 Hzの最大繰り返し周波数が可能です。

操作

BeamMonitorの操作には、さまざまな使用固有のソリューションが用意されています。MicrosoftWindows®には、グラフィカルな操作インターフェースがあり、測定デバイス間のデータ転送はRS485プロトコルに基づいています。それ故に、ケーブルの長さは50 m以上が可能です。PC経由でプログラムする場合、シグナルはインターフェースコンバータを通してRS232に変換されます。

さらに、以下の機能が特定使用のために実装されています:

  • ビーム対称性の確認
  • フォールスカラーのための様々なカラースケール
  • 調整モードは、測定結果の最後の2(3)回分をスクリーン上に保持します
  • 測定結果は、ログ機能を介してデータベースに直接記述されます

モデルとオプション

ビームサイズに応じて、60または100  mmの口径を備えた各種BeamMonitorが利用できます。

BeamMonitorBM60あるいはBM100は、CO2レーザまたはNIRレーザで使用可能です。口径の設計基準サイズは、レーザビームサイズの少なくとも1.4倍に等しくならなければなりません。そうでないと、エッジ強度が外装にぶつかったり、測定レンジが不必要に制限されたりします。これは、まずBeamMonitorの加熱につながり、さらには間違った測定結果を引き起こします。