A valós idejű folyamatfelügyelet kritikus fontosságú a lézerhegesztés hegesztési minőségének biztosításához. A látás-alapú érzékelés, mint érintésmentes megfigyelési módszer, az egyik legszélesebb körben alkalmazott technikává vált. A hegesztési zónából érkező optikai jelek rögzítésével a látórendszerek lehetővé teszik a kezelők számára, hogy megfigyeljék a hegesztőmedence dinamikáját és a kulcslyuk viselkedését, értékes adatokat biztosítva a minőségértékeléshez és a folyamatirányításhoz.
Inlézeres hegesztés, a valós idejű folyamatfigyelő rendszereket az optikai jelvételi szög alapján elsősorban két konfigurációra osztják: off-tengelyre és koaxiálisra.
- Kikapcsolt-tengelyfigyelés:A lézersugárhoz képest meghatározott szögben rögzíti a folyamatjeleket a hegesztőmedence felülről vagy oldaláról.
- Koaxiális monitorozás:A képjeleket közvetlenül a hegesztési medence és a kulcslyuk felett vonja ki, a lézersugár tengelyével egy vonalban.
Továbbá a fényforrás alapján a vizuális érzékelés aktív és passzív rendszerekre osztható. Az aktív rendszerek egy segédfényforrást használnak az olvadt medence és a kulcslyuk off{1}}tengelyű vagy koaxiális megvilágítására. Ezzel szemben a passzív rendszerek a plazma által kibocsátott természetes sugárzásra vagy az olvadt medencében lévő folyékony fém hősugárzására támaszkodnak képalkotó jelként.
Off-Axis Vision Sensing: előnyei és hátrányai
Az off{0}}tengelyű látás érzékelésében az érzékelő pozicionálása és telepítése viszonylag egyszerű és kényelmes, a képfelvétel optikai útja pedig egyszerű. A hagyományos off{2}}tengely megvilágítás is könnyen megvalósítható. Ennek a konfigurációnak azonban van egy jelentős hátránya: nem tudja egyértelműen rögzíteni a kulcslyuk sík geometriáját. Ezenkívül az off{5}}tengelyű látóérzékelő és rögzítőelemeinek elhelyezése jelentős fizikai helyet igényel a hegesztőfej körül.
Koaxiális látásérzékelő: Előnyök és műszaki kihívások
A koaxiális látóérzékelők felülmúlják a helykorlátokat, ha közvetlenül felülről néznek le a kulcslyukba. Az olvadt medence és a kulcslyuk koaxiális képeinek feldolgozásával a rendszer figyelemmel kísérheti és értékelheti a hegesztési folyamat valós idejű állapotát{1}}. Az off-tengelyű érzékelőkkel összehasonlítva a koaxiális konfiguráció jelentős előnyöket kínál, beleértve a kompakt felépítést, a minimális helyigényt és a lézeres fókuszáló lencsével való zökkenőmentes integrációt.
Ennek ellenére továbbra is a koaxiális képalkotó jel leválasztása és kinyerése a nagyteljesítményű lézersugárból- az elsődleges technikai kihívás.
Szerencsére az optikai alkatrészek gyártásában elért előrelépések hatékonyan kezelték ezt a szűk keresztmetszetet:
Rövid{0}}hullámhosszúságú szilárdtest-lézerekhez (pl. Nd:YAG vagy Fiber lézerek):
A sugárosztó rendszerint a lézer optikai útjába van beépítve. Ez lehetővé teszi, hogy az olvadt medencéről visszaverődő optikai jeleket a kamera érzékelőjébe tereljék vagy szűrjék, így tiszta elkülönülés érhető el a fő lézersugártól.
Hosszú{0}}hullámhosszú lézerekhez (pl. CO₂ lézerek):
Az olvadt medencéből származó képjelet hagyományosan úgy nyerik ki, hogy a fényt a forgótükörben lévő mikro{0}}lyukon keresztül kaparják vagy fókuszálják, hogy figyelemmel kísérjék a kulcslyuk mélységének változásait. Ennek a módszernek azonban vannak korlátai, mivel az eredmények pontosságát erősen befolyásolják a hegesztési körülmények ingadozása és a plazmainterferencia.