Ейбрахам Линкълн, 16-тият Президент на Съединените щати 2c веднъж казано: "Ти можеш глупак всички хората някои от времето, и ти можеш глупак някои от хората всички времето, но ти не можеш глупак всички хората всички времето времето."[11The същото е вярно когато мониторинг производителност на лазерите интегрирани в a системата. В промишлено производство, цяла система може бъде наблюдавана за а период от време, или част от системата може бъде наблюдавана всичко времето, но е невъзможно до монитор цяла система всичко времето времето. В ерата на индустрията 4.0, това е, ера на умното производство, е много важно за разбирането разликата между двета две.
Индустрия 4.0 е промяна производството ситуация в всички разходки на живота. Технологични напредък са помагат производителите да провеждат индустриални производство повече ефективно, по-бързи, и по-умни. Да правилно прилагат умни машини, ит е необходимо за събиране различни данни, анализиране и филтриране тях да подобряват процеса. Твърде малко данни ще пречат процеса подобрението, но at the same time, too much data may be be Вредно.
Лазер обработка системи имат техни собствени набор на операции характеристики и свързани проблеми. Твърде много данни относно лазер производителност може бъде контрапродуктивен, като това може може бъде завладяващо и поразително.
Кога до измерване лазер производителност показатели?
Има четири начина за измерване лазер производителност. Първият подход е това най-много лазер система оператори предпочитание, което е планирано поддръжка. В това подход, лазер производителност показатели са измерени базирани включени планирани престой на лазера, обикновено тримесечно, полугодишно, или годишно. По време това време, лазер производителност показатели са измервани и сравнени до предишни измервания до анализ лазер операционни тенденции.
Вторият метод е до измерване по време процес повреди. За пример, ако заваръчният качество е влошен по време лазерно заваряване, или ако рязането неуспешно или не може да бъде извършено по време лазерно рязане, производителност на лазера може измерване до възстановяване лазера система до проектирана оперативна параметри.
Трети и четвърти методи са точно какво това това статия ще обсъждане - в процеса мониторинг и в процеса мониторинг. И двамата методи и техните предимства и недостатъци. Операторите трябва бъдат ясни относно предимствата и недостатъците на тези два метода докато овладяването оптималната обработка метод на лазера. В допълнение, оператори трябва също разбиране кои лазерни индикатори са критични до измерване по време промишлено производство Процеси.
Как прави лазер процес материали?
В съответствие с до високи изисквания, не материя какво обработка технология лазер е използван за, оператори трябва разбиране как лазер процеси материали. За пример, да знаем кой тип на лазер е подходящ за заваряване, вие дори имате да разбирате как лазера заварки вратата рамка на автомобила. Най-лесният начин за разбирам това е през лазер мощност плътност.
дефиницията на мощността плътността препраща към лазера мощността облъчена до а единица площ от материал. Мощност плътност е обикновено изразена в W/cm2, къде "W" стои за мощност "ват". За непрекъснато (CW) лазери, негова стойност е мощността стойността: за импулсни лазери, ит е средна мощност стойност. "cm2" представлява площта от the лазер точка на работеща равнина. За пример, 100 W лазер фокусиран до a място размер от 100 mm има a мощност плътност от 1.27x103kW/cm2.
мощността плътност на а лазерът е засегнат от промените в лазера мощността или светлината размера приложени към материала. Лазер операторите трябва измерване, анализ, и разбиране тези две променливи за осигуряване ефективна работа на лазера процеса.
Важно лазер производителност индикатор измервания
Измерването на лазер светлина е обикновено постигнато от а мощност метър. А мощност метър е а сензор който събира лазер светлина и преобразува я в електрически сигнал, тогава заключава мощността или енергията произведена от лъча, и накрая осигурява четенето до а метър или компютър за анализ. Този процес обикновено отнема само a няколко секунди, но той може вариращи зависим на технологията използван. Тези измервания са много важни за данни събиране и анализ, особено в производството етап на лазера, защото данните позволяват потребителите да разбират как производителността на лазера промените и как тези промените приложението на лазера в обработката процеса.
В добавяне, диаметър на лазера лъча трябва бъде измерено. Има много начини за изчисление лъча диаметър, такива като D40 метод, 13.5% пик метод, и 10/90 нож ръб метод, и изчислението резултати от различни методи варират значително. Хора от различни индустрии, произход, и опит използване съответстващи изчисление методи според тяхните приложение сценарии.
Когато изчисляване лъча диаметър, закръглеността или елиптичност стойност на лъча трябва бъде взето. То е важно за разбиране формата на лъча и как енергията е разпределена в лъча профил. Е това а Гаусов лъч или а плосък връх лъч? Кога опитвам да разберем как лазерът е използван в процеса, измерването на лазера лъча параметрите трябва бъде завършено от индустриален стандарт лъч колело измерванесистема.
В добавяне към лъч диаметър, лъч качество трябва също бъде обмислено когато избор a лазер, разработване a лазер приложение, и интегриране или отстраняване лазер източник в a система. В повече случаи, веднъж a лазер е вкаран производство, неговият лъч качество е общо не по-дълго анализиран, so it is много важно до завършване лъча качество анализ преди лазера напускания фабриката.
Лъч качество може бъде изразен от M2 стойност, и an M2 стойност от 1.0% показва това лазер лъч качество е оптимално. Лъчът параметър продукт (BPP=0xw, къде 0}} е половината ъгъл на лъча далечното поле дивергенция ъгъл и w е лъча талия радиус) и K стойност (1/MM2) може също бъде използван до експрес лазер лъч качество. лъчът качество и ефективността на лазер източниците имат подобрени. Кога той дойде до различни обработка процеси, различни лазерни източници имат своите собствени предимства.
То е важно за потребителите да разбира промените в производителността показатели на лазера по време обработката процеса. Измерване лазер мощността, лъч размер, и как и защо те промяна над време е критично до пълно разбиране система производителност и осигуряване повече стабилна дългосрочна производителност.
В процес мониторинг срещу. в процес мониторинг
Today, data input is required as close to real-time as possible. This requires a technique commonly referred to as "in-process monitoring," which involves monitoring laser performance measurements while the laser process is in progress. In the field of additive manufacturing, this technique is called "in-situ monitoring."
Двойник до "в-процес мониторинг" е "в-процес мониторинг," който измерва лазер производителност между процеси. И двете мониторинг методите имат своите собствени предимства и недостатъци.
N-процесmkai
В процес мониторинг или в място мониторинг мерки част от производителност на лазер по време операция и производство. A специален тест подсистема е настройка на в лазер система до само измерване производителност на част от лазера и анализ него в реално време.
В процес на наблюдение има значителни предимства. Първо, тъй като подсистемата е интегрирана с цялата системата, две могат комуникирайте лесно. В реално време обратна връзка на лазер производителност е доставена непрекъснато, so корекции към цяла системата може бъде направена бързо ако необходимо. Второ, тези подсистемите са често проектирани специално за системата те са интегрирани в и са често просто, предоставяне само обратна връзка необходим от клиентът. Информацията те събират могат бъдат лесно представени на а човек-машина интерфейс видяни от лазера оператора. Това данни може също бъде съхранени и анализирани, и предупреждения може бъде издадени базирани на анализ резултатите да осигурят безопасността на системата и потребителите, или до намаляване процента скрап скоростта.
Основният недостатък на на процеса мониторинга е това тези подсистемите могат само измерване а част от лазера производителност на цялата лазерна система. А частта от пробата е събрана преди лазера достига обработката област и анализирана по време обработка. За съжаление, много проблеми които възникват по време обработка са често причинени от функционални разграждане на компонентите близо до обработката област след лазера измерване проба има been collected. If a component in the system degrads or fails time process, the sample used for laser measurement may miss the degradation or failure, proprovideing false feedback to the the system.
Друг недостатък на в процеса мониторинг е трудността в калибрирането оптичното измерването компонентите. Защото подсистемите са интегрирани с общо системата, това е често трудно или невъзможно да премахване компоненти за повторно калибриране. Мощност измерване компоненти трябва бъде калибрирани често (Ophir препоръчва калибриране всеки 12 месец) за осигуряване измерване точност.
Такива измервания подсистеми също осигуряват допълнителни сензорни обратна връзка до лазер система до индикация лазер производителност без разчитане на действителни измервания на лазер производителност. За пример, a температура монитор е инсталиран на капак стъкло близо до обработка зона до защита лазера компоненти. Кога има са твърде много обработка отломки на капак стъкло и отломки абсорбира лазер енергия, причиняване температура до повишаване, температура монитор то ще напомня лазер потребители и предоставяне ценна информация на системата и потребителите.
В процес на работа мониторинг
В процеса мониторинг обикновено употреба отделен набор от продукти до вземане измервания в лазер обработка област и анализ целият лазерна система. Тези мониторинг системите могат бъдат съставени от отделни продукти за измерване лазер мощност, енергия и лъч качество анализ, или те могат бъдат съставени от продуктите това можем тестване тези параметри едновременно (вж. Фигура 2). Тези инспекция системи могат бъдат взаимозависими или независими на всяка друга, интегрирани в общо системата, или системата може бъде редовно поддържани между процеси.
Подобен на в място мониторинг, в-процес мониторинг има негови плюси и минуси. основния полза от на-процеса мониторинг е а повече пълна оценка на целия лазер производителност вътре системата. 100% от лазера лъча е събран за мощност или енергия измерване, и фокусирани място може също бъде анализирано до предоставяне потребителя с а изчерпателен анализ на лазера's производителност в това точка в време. Това данни може бъде запазено, съхранено, или регистрирано навсякъде системата, и тогава достъпен за тенденция анализ за осигуряване система възстановяване след а отказ и поддържане оригинал система ефективност. Събиране данни използване това метод в крайна сметка дава потребителя а пълна картина на лазера's използване, но то прави и идва в а цена.
Най- очевиден недостатък на в процеса мониторинг е престой. Тъй като измерването е извършено на целият лазер, лазерът трябва бъде премахнат от производството да извършването измерването. Ако лазерът измерване системата е интегриран в машината, е обикновено не а голям сделка, но времето е пари. Въпреки това, докато интегриране a лазерно измерване система общо система е удобна, това може бъде скъпо и понякога дорибно считан ненужен. Ако не интегриран в общо системата, лазер измерване продукти могат бъдат използвани като поддръжка инструменти. Въпреки това, лазер трябва трябва бъде взети от производството да направите измерванията, и когато поддръжката персоналът са не запознати с операцията на лазера инструмента, измерванията са много отнемащи време, които може резултат в по-малко чести измервания или четни не измервания на всички.
In addition, there are other products that can provide users with information about the process. For example, several companies offer products that can analyze the welding process in real time using a variety of technologies. These systems implement "go/no-go" or "pass/no-go" limits on the welding process, allowing users to know when the system may have problems, ensuring the production of higher quality products and reducing scrap rates.
Гарантиране това лазерът работи стабилно през целия него живот цикъл е критичен до максимизиращ и поддържане последователност и ефективност на процеса, разширяване живота на лазера, и подобряване възвръщаемост на инвестиция на системата. Само от измерването производителност на лазера в полето на работата обекта можем потребителите знаят точно как лазерът работи.
И двете в процеса и в процеса измерване методи имат своите собствени предимства и недостатъци, но и двете методи могат предоставят важно лазер обработка информация. Продукти които измерват лазер производителност индикатори са постоянно развиват, стават по-лесни да работата, и повече издръжливи. От измерване множество ключ производителност индикатори на лазера, потребителите ще намерят него по-лесно да разберете работата принцип на лазера и изпълнение дългосрочно производителност поддръжка на лазера.
