Zařízení pro svařování laserem a způsob řízení kvality svaru

0423595 - ÚPT 2014 RIV cze P - Patentový dokument
Jedlička, Petr - Mrňa, Libor - Řeřucha, Šimon - Šarbort, Martin
Zařízení pro svařování laserem a způsob řízení kvality svaru.
[Apparatus for laser beam welding and method for controlling quality of weld.]
2013. Vlastník: Ústav přístrojové techniky AV ČR, v. v. i. Datum udělení patentu: 27.03.2013. Číslo patentu: 303797
Institucionální podpora: RVO:68081731
Klíčová slova: laser beam welding * feedback control * laser machining
Kód oboru RIV: JR - Ostatní strojírenství
http://spisy.upv.cz/Patents/FullDocuments/303/303797.pdf

Zařízení pro svařování laserem obsahuje laserový zdroj a na něj navazující optiku laserové svařovací hlavy. Optika laserové svařovací hlavy obsahuje zaostřovací čočku a aktivní optický prvek s proměnnou ohniskovou délkou ovladatelnou z řídicí jednotky. Ke vstupu řídicí jednotky je připojen alespoň jeden fotodetektor, uspořádaný pro snímání záření plazmatu ze svařovaného místa. Řídicí jednotka je opatřena frekvenčním analyzátorem pro vyhodnocování signálů z fotodetektorů. Frekvenční analyzátor je vytvořen jako jednotka Fourierovy transformace. Aktivní optický prvek je zpravidla vytvořen jako tlaková nádoba, jejíž jednu stěnu tvoří pružné zrcadlo pro směrování a tvarování na něj dopadajícího laserového svazku. Tlaková nádoba je napojena na regulátor tlaku pro řízení tlaku uvnitř tlakové nádoby pro řízení zakřivení pružného zrcadla, přičemž řídicí vstup regulátoru tlaku je spojen s řídicím výstupem řídicí jednotky. Regulátor tlaku je zpravidla vytvořen jako proporcionální ventil. Fotodetektorům bývají předřazeny optické filtry pro výběr spektrálního pásma na fotodetektor dopadajícího záření. Zařízení pracuje tak, že detektor snímá záření plazmatu ze svařovaného místa, toto záření se analyzuje pomocí rychlé Fourierovy transformace a podle výsledků analýzy se aktivním optickým prvkem průběžně tvaruje laserový svazek pro dosažení optimálního svaru.

The laser beam welding device comprises a laser beam source and an associated optical system of a laser welding head. The optical system of the laser welding head includes a focusing lens and an active optical element having variable focal length, which is controllable by means of a control unit. At least one photodetector is connected to an input of a control unit, said detector being adapted for sensing a radiation emitted by a plasma rising from a welding area. The control unit is provided with a frequency analyzer for evaluating signals received from the photodetectors. The frequency analyser contains a unit for performing Fourier transform. The active optical element typically contains a pressure vessel, which comprises a resilient mirror for directing and shaping an incident laser beam, the resilient mirror forming one wall of the pressure vessel. The pressure vessel is connected to a pressure regulator for controlling a pressure inside the pressure vessel in order to adjust a curvature of the resilient mirror, a control input of the pressure regulator being connected to a control output of the control unit. The pressure regulator typically contains a proportional valve. The photodetectors are preceded by optical filters for a selection of a spectral band of a respective incident radiation A working principle of the device consists in that the photodetector senses the radiation emitted by a plasma cloud rising from the welding area, this radiation is in turn analyzed by means of a fast Fourier transform and the active optical element continuously shapes the laser beam in accordance with the analysis in order to achieve an optimum quality of the weld.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0229711