激光功率監控如何提升汽車的安全、質量和產率
作為在當代汽車制造中廣泛使用的工藝，激光焊接在汽車領域的應用起步于變速器齒輪等核心部件。這些部件的焊接要求精度高、形變小、材料變性少、表面整潔度高，因此率先采用了當時成本高昂的激光焊接技術。隨著高功率激光器的發展，激光焊接逐步在白車身制造、新能源電池組制造等領域成為重要制造工藝。
在白車身的制造中，激光焊接可用于多種金屬件的焊接，包括車身框架結構、頂蓋、側圍等。焊接工藝包括搭焊、釬焊、激光-電弧復合焊等；焊接材料包括各類鋼材、鋁合金。與傳統的點焊相比，激光焊接的優點是工件變形極小，焊接深度/寬度比高，焊縫強度高，焊接速度快，焊縫窄，且通常表面狀態好，靈活性高。采用激光焊接可顯著增加車身剛度、降低車身重量，同時允許更靈活的結構件形狀和工藝，從而降低整車成本。憑借眾多優點，近十年以來，激光焊接在白車身制造加工的焊接工藝中占比越來越高，逐步取代傳統的點焊工藝。
白車身激光焊接通常用機器手持導光臂與焊接頭，工件裝載到位后，在軟件控制下機器手沿焊線運動完成焊接。
圖1 白車身激光焊接生產線
圖2 電動汽車電池組示意圖
激光的功率是了解激光系統是否正常工作的重要指標，因此定期對焊接頭輸出的激光功率進行測量是確保焊接工藝穩定性和一致性的重要方法。但對于汽車工業廣泛使用的萬瓦級的激光，常規測量是復雜、繁冗、耗時的 — 激光功率計需要專人操作，需要配置水冷，探頭位置需要精心擺放以避免探頭損傷同時確保激光安全，需要數分鐘才能夠達到穩定的讀數......在爭分奪秒的整車生產線上，定期停機測量激光功率是嚴重的浪費。
如何能夠兼顧高質量和高效率？Ophir公司專門針對高功率自動化焊接生產線開發了HELIOS 激光功率計。不同于傳統的激光功率計，HELIOS只需要0.1 ~ 10秒的時間來測量激光的能量，從而獲知激光的平均功率；這樣可以在焊接生產線上，利用工件裝載的空閑時間，通過機械手將焊接頭移動到功率計探頭上，開啟激光數秒完成測量，然后立即進行下一次加工。
這種巧妙的方式可實現高達12kW激光的全功率實時、在線測量。同時，由于其瞬時測量方式，儀器不需要水冷或風冷，適合工業現場使用；入口具備可程控快門，避免現場粉塵、飛濺物損傷功率計探頭。
數據可通過Profinet，Ethernet，RS232或USB接口傳輸至自動控制系統，一旦激光在加工平面上的功率超出公差范圍，就可以立即采取對策來確保生產質量。
圖3 HELIOS功率計和軟件
圖4 Beam Watch 高功率激光焦斑測量儀及測量結果示意
13810233784
在線咨詢
