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具备实时温度监控的滨松激光焊接解决方案

如今,用激光进行塑料焊接(Plastic Welding)以及锡焊(Soldering)已是一种十分常见的加工方法。非接触性、高自由度、高速度、高精密是此类方法的突出优点。但是,需要达到理想的焊接效果,首先必须明确最佳的加工条件,而温度信息是缩短寻找最佳加工条件周期的一项重要参数。滨松激光加热光源LD-HEATER及SPOLD可在焊接时进行实时的温度监测,实现"可视化",促成更高效、更精确的加工。以下将进行详细介绍。


 


# LD-HEATER实时温度监控功能介绍


获得温度信息的唯一方法,是测量来自激光加工过程中的红外光强度。因为红外光产生与物体被照的位置是一致的,想要精确测量,观测点和照射点的形状、位置都须做到同步。然而,受制于工艺水平,目前市面上许多此类激光器的该两部分是分离的,使用时主要通过一些人为的调试来尽可能保障效果,易用性和精确性都不够理想。


滨松激光加热光源将激光照射和红外探测都集成在了同一个激光头中。不必进行光轴调整,照射和探测就可完美的同步进行。由于照射光和监控信息的光程相同,所以不管大小、近远、光的形状,观测到的都是相同的。


 


此外,加工中产生的红外光极其微弱,隐藏在高能量激光中,红外光与高能激光的强度比大约是一比一亿,因此需要极高灵敏度的弱光探测器。而滨松本身十分擅长微弱光的探测,探测器的灵敏度即可得到很好的保障。


高精度的实时温度监测功能可为激光焊接用户带来更高的生产效率。有用户反馈,此前,新待加工物从试生产到批量生产需半年左右(包括修正模具的时间),配备滨松LD-HEATER后,大概仅需1/3的时间即可完成。此外,滨松激光加热光源产品还具有极高的稳定性,目前已有产品在产线中工作了10年,且保持了0故障率。


 

滨松LD-HEATER参数一览



# 适用于大规模生产的SPOLD


LD-HEATER是多功能的,实时温度监测功能为其标准配置,适用于试生产时期的加工条件寻找,以及问题分析。秉承即使是不完全了解激光的人都可以使用的理念,滨松工程师在开发时也考虑了足够的安全性。而SPOLD更低廉、更小巧、更多产品系列,易于在大规模生产现场使用。它是尽可能简化了的光源,以期能集成到其他的设备中。


LD-HEATER与SPOLD在生产的不同阶段扮演着不同的角色。在LD-HEATER给出加工条件后,可将相对低成本以及内嵌式的SPOLD配备入大规模生产系统,以保障已确定的加工条件与预期相同。而一旦实际生产中出现问题,也可以继续使用LD-HEATER找到问题所在。


SPOLD可根据具体应用需求,选择是否配置激光过程控制器LMP(Laser Process Monitor)。一般来讲,激光加工的时间很短,在线探测异常并尽快做出反应非常重要。在实际生产现场,可能会发生很多难以直接察觉的未预料到的事情,比如设备或磨具状态的变化。而这些变化很可能导致待加工材料随着时间而改变,进而影响到最终的加工效果。而通过温度差异则可探知异常的发生,装配了LPM的SPOLD在加工中就可实现这样监测。


LPM采集由热产生的红外光后,可输出相应的模拟信息。如果加工出错,红外光的强度就会改变,LPM输出值也会不同。也就是说,其可以提供的是一个信息对比。如果是稳定的设备和材料,执行稳定正确的加工过程,输出信号也将是稳定的。一旦出现异常的信号,则可判定加工过程存在异常。带有LPM的SPOLD只通过一根光纤来同步完成激光照射与红外探测,同样不用进行调整,也能确保加工区域和红外光信息获得区域是统一的。LPM仅搭配SPOLD出售,并不是单独售卖。


带有LPM的SPOLD系列:


 



 

不带LPM的SPOLD系列:


 


 

 

# 平顶光输出实现更高质量的加工


滨松激光加热光源内部均配备了光束整形系统,输出的直接为平顶光,保证了加工的高效以及高度均匀性。如今某球知名的智能腕表生产商已将此系列激光加热光源置入了其产线中,其焊接达到的高防水性则让客户十分满意。此外, OLED屏的焊接也是目前的一个典型应用,其可进行高质量的无损拆解,这也源于激光器核心性能的保障。



除了性能优异的产品外,由于产品研发是从应用端开始着手的,滨松对于不同材料之间的加工工艺非常熟悉,因此还可向客户提供帮助进行工艺选择的增值服务。


# 相关资料



滨松可为智能制造提供的从元器件到系统的系列产品。


产品系列介绍。


# 相关产品




LD-HEATER SPOLD(未配备LPM)

SPOLD(配备LPM)


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