雙用途激光

在激光技術(shù)中，二極管和光纖方法之間的區(qū)別是明確的 - 但汽車(chē)制造商在其生產(chǎn)線上可能需要兩種類(lèi)型


激光器現(xiàn)在是工廠車(chē)間的常見(jiàn)工具，在體積汽車(chē)制造環(huán)境中是通用的。它們分為兩類(lèi) - 二極管和光纖，這兩種類(lèi)型的特征就是產(chǎn)生光束的方式和各自的應(yīng)用領(lǐng)域。在前者的情況下，光束從被創(chuàng)建的二極管直接饋送到其使用點(diǎn)。在后者的情況下，二極管與光纖耦合以產(chǎn)生具有不同特性的光束?；旧隙O管光束更為漫射，因此適用于釬焊等應(yīng)用，而光束更強(qiáng)烈，因此更適合實(shí)際切割金屬。

因此，這兩種類(lèi)型都是特定應(yīng)用程序的有效工具，既不比其他應(yīng)用程序更好還是更差，或多或少適合于給定的任務(wù)，因此制造商可能需要在其生產(chǎn)線上使用兩種類(lèi)型的示例。但是需要兩種類(lèi)型的波束需要兩套不同的設(shè)備來(lái)生產(chǎn)它們，至少直到現(xiàn)在為止。由菲亞特所有的意大利公司Comau剛剛推出了一項(xiàng)新產(chǎn)品，與同胞公司Prima Electro開(kāi)展了23個(gè)月的項(xiàng)目，聲稱(chēng)廢除了以前對(duì)多套設(shè)備的要求，以生成不同類(lèi)型的光束。


操作光
產(chǎn)品 - 被稱(chēng)為L(zhǎng)HYTE - 解決了以相當(dāng)?shù)姆绞疆a(chǎn)生兩個(gè)不同光束的問(wèn)題，這種光束利用了激光束是光束的明顯和基本的事實(shí)，因此可以被光學(xué)系統(tǒng)操縱。在系統(tǒng)的外部機(jī)柜中，二極管和摻鐿光纖元件彼此分開(kāi)定位，而不是像傳統(tǒng)的光纖機(jī)器那樣結(jié)合在一起。

因此，當(dāng)需要二極管型光束時(shí)，內(nèi)部系統(tǒng)將初始光束偏離光纖元件，從而將其傳送到使用點(diǎn)。當(dāng)需要光纖型光束時(shí)，由二極管產(chǎn)生的光束不會(huì)以這種方式截獲，而是允許擊中光纖并將其激發(fā)，使光束在傳送之前相應(yīng)地改變。

LHYTE的雙激光器，監(jiān)控傳感器和冷卻系統(tǒng)都安裝在一個(gè)緊湊的單元中
Comau的材料和工藝技術(shù)主管Giovanni Di Stefano證實(shí)了新系統(tǒng)的基本細(xì)節(jié)。“光纖激光器內(nèi)部總是有二極管激光器，”他說(shuō)。“所以我們所做的是將它們分開(kāi)，并將它們分開(kāi)，我們的創(chuàng)新就是光譜合成器。”他說(shuō)，這種技術(shù)構(gòu)成了系統(tǒng)中體現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。

Di Stefano繼續(xù)說(shuō)，涉及該核心能力的第一個(gè)因素是“機(jī)械精度”，以確保激光束系統(tǒng)內(nèi)的精確對(duì)準(zhǔn)。第二個(gè)問(wèn)題涉及系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)二極管源分別產(chǎn)生950nm和920nm的不同波長(zhǎng)的光，盡管它們的功率分別為3.0kW。反過(guò)來(lái)，這意味著形成系統(tǒng)關(guān)鍵部分的反射鏡必須在一個(gè)波長(zhǎng)處具有反射性，并且在另一個(gè)波長(zhǎng)處是透明的，以便系統(tǒng)按預(yù)期工作。

根據(jù)Di Stefano，該系統(tǒng)是圍繞幾種不同類(lèi)型的組件構(gòu)建的。他說(shuō)：“我們有一個(gè)特殊的滑動(dòng)單元，兩個(gè)鏡子組裝在一起 - 標(biāo)準(zhǔn)鏡和二向色鏡，能夠以920nm傳輸激光束并將其反射到950nm。”他證實(shí)。

“附加的鏡子與能夠傳輸激光束并反射的分束鏡組裝在一起。還有用于內(nèi)部光學(xué)室的檢查和監(jiān)控以及冷凍水的溫度和流量的必要的電子部件。

結(jié)果是各個(gè)光束輸出特性的高度變異性。在二極管模式下，最大輸出功率為6kW，光束質(zhì)量為66mm mrad。在光纖模式下，相應(yīng)的數(shù)字為4kW和4mm mrad。然而，兩種情況下的波長(zhǎng)范圍為920-1070nm。

密切監(jiān)測(cè)
Di Stefano指出，為了有效的操作，機(jī)器配備了異常高數(shù)量的傳感器。他說(shuō)，每個(gè)單元包含“50個(gè)嵌入式傳感器”，包括24個(gè)熱敏設(shè)備和11個(gè)功率傳感器。“我們需要控制的不同參數(shù)是冷卻流量，電壓，電流和溫度，”他解釋說(shuō)。“特別是我們需要監(jiān)測(cè)冷水機(jī)組的溫度，冷卻器的熱交換器，二極管和纖維模量，冷板和冷水機(jī)組都流入光鏈。”然而，他補(bǔ)充說(shuō)，數(shù)據(jù)傳感器收集的數(shù)據(jù)使系統(tǒng)高度符合“行業(yè)4.0”概念的要求。為此，該系統(tǒng)還符合Profibus，Profinet，


Comau的雙功能系統(tǒng)為用戶(hù)提供了位于單個(gè)單元內(nèi)的二極管和光纖激光功能
令人驚訝的是，迪斯特凡諾（De Stefano）相信，該系統(tǒng)具有高度的創(chuàng)新性，并且具有Comau保護(hù)的許多獨(dú)特功能。他說(shuō)：“我們已經(jīng)將光譜組合器的光鏈，實(shí)現(xiàn)方法和允許從二極管到光纖的變化的概念取得專(zhuān)利。” 此外，這些新功能已通過(guò)使用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。他說(shuō)：“我們的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了光譜組合器的設(shè)計(jì)，但是這已經(jīng)通過(guò)組裝不同的標(biāo)準(zhǔn)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，”他補(bǔ)充說(shuō)，所涉及的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括創(chuàng)建緊湊型產(chǎn)品的需要，盡管混合系統(tǒng)固有的復(fù)雜性結(jié)合了特殊部件，例如需要高精度光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的光譜合成器。

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
盡管迪斯特凡諾還證實(shí)，該系統(tǒng)可以提供的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于其運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，而不是純粹的技術(shù)性能參數(shù)。首先，他指出，任何需要兩種類(lèi)型的梁的公司現(xiàn)在只需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)來(lái)源，而不是兩個(gè)，實(shí)際上這兩個(gè)機(jī)制最有可能意味著兩臺(tái)機(jī)器，而不是一個(gè)實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的公司，根本無(wú)法承受計(jì)劃外的停機(jī)時(shí)間，因此在現(xiàn)場(chǎng)需要重復(fù)的容量。此外，他指出，這種經(jīng)濟(jì)程度也將通過(guò)兩個(gè)光束源共享的零件的共同性來(lái)表現(xiàn)為用于降低維護(hù)成本。

然而，在實(shí)際操作中，由于所有可想到的類(lèi)型的激光應(yīng)用都可以從單一來(lái)源 - “切割，釬焊，焊接 - 甚至標(biāo)記”驅(qū)動(dòng)，這個(gè)詞語(yǔ)是“靈活性”。這些設(shè)備本身的尺寸和外觀也整齊整齊，尺寸僅為960x990x2050mm，包括冷水機(jī)組，可在10-42°C的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作。