用于熔覆和激光金属沉积加工的闭环激光功率控制系统

友思特CLAMIR激光功率闭环控制系统

集成了VPD PbSe红外相机与中红外技术,内嵌实时运算系统,通过连续控制激光工作,避免加工过程局部过热,实现高质量且可连续工艺。设计紧凑,可轻松与大多数激光设备集成,匹配加工粉末。此系统配备了用户友好的软件,可供数据采集,分析和监测。

产品特点

熔池形貌实时连续测量和监测

精确的激光功率闭环控制与报警指示器,相比不受控的加工过程,降低了不合格率,减少材料成本高达60%,以及节省了超过50%的能源

兼容大多数激光头与粉末

采用现有光学端口与激光头集成,灵活兼容

“创新雷达奖”

2018年荣获由欧盟委员会授予的创新雷达奖

轻松集成,快速配置

简单的流程设置,无需停机重新配置

激光熔覆——视频由 Laserline GmbH提供

 

激光熔覆——视频由 APOLLO-CLAD LASER CLADDING 提供 

激光金属沉积——视频由德国通快 TRUMPF GmBH提供

CLAMIR系统 常见问题

关于CLAMIR系统操作

CLAMIR 系统基于高速红外摄像头 (1.1 um – 5.0 um) ,通过监控熔池的几何形状,计算宽度,并形成闭环控制激光功率,以在整个过程中保持该宽度恒定

在LMD中,CLAMIR可以精确控制零件加工制造时的功率,防止该零件过热而最终导致生产停止; 在熔覆工艺中,CLAMIR 可以帮助避免对基板材料的永久性损坏。 一个副作用是稀释度保持在较低水平。

不,CLAMIR 的控制不是基于绝对温度测量。 几何形状的尺寸分析基于熔池区域和背景之间的对比。

是的,CLAMIR 也可以用作监控工具,在恒定激光功率的过程中提供瞬时熔池宽度测量。 当用户试图设置复杂的过程或想要监控因某些条件可能过热而导致故障的区域时,CLAMIR就派上用场了。在航空航天应用中,监管模式的好处在于,大多数制造过程都是经验合格的,并且不允许更改制造参数。

CLAMIR 系统基于高速红外摄像头 (1.1 um – 5.0 um) ,通过监控熔池的几何形状,计算宽度,并形成闭环控制激光功率,以在整个过程中保持该宽度恒定

CLAMIR系统在高功率LMD的连续加工流程中,已经过数小时的检验,期间无饱和或偏移问题。不过,如果出现了上述问题,可以通过编程,让CLAMIR在一些固定条件下(计时器或温度有偏移时)周期性地自动进行一点偏移校正。CLAMIR需大概500ms完成偏移校正。

有。我们会提供CLAMIR用户手册,里面包括非常详细的安装与配置指导。

关于CLAMIR的机械与光学集成

CLAMIR需安装在激光头上的光学端口,实现对熔池的在轴观测。需要非常注意的是,在这个光路中不允许有任何阻挡1.1μm以上熔池辐射的光学元件,这是CLAMIR观测熔池的条件。

是的。CLAMIR系统已经成功应用到主流激光器产商如德国通快、Laserline、Precitec和美国相干公司等公司。

CLAMIR前端有一个阴螺纹C接口,可用于耦合到激光系统的光学端口。此外,还有一个反螺纹确保组装紧密。

可以。重要的是,二向色镜需要在>1.1μm区段高度反射/透射,这样熔池的辐射信号才能在光路中正常传输。

CLAMIR的镜头可以调整焦距。此外,CLAMIR系统还配备校正灯用于调焦。

这是关乎放大率的问题;对于小或者大的熔池,可以根据实际情况更换镜头观测。

可以,通过外部二向色镜将辐射信号分开,一个通向可见光相机,一个则为红外通道,通向CLAMIR。我们可以提供这样的外部配置。

关于CLAMIR的电子集成

CLAMIR系统产生 0—10 VDC 模拟信号来控制激光功率。这是在行业中对于激光功率控制的标准。

CLAMIR随附的软件可以设置(CLAMIR Acquisition and Configuration Software)

CLAMIR系统配备一个接线盒,带BNC母头接口,可获取控制模拟信号输出。

30KW。如果需要更高,请咨询。

不必要,但建议如此。即使两者未连接,CLAMIR系统会根据图像处理来判断激光器是否处于工作状态。

这是关乎放大率的问题;对于小或者大的熔池,可以根据实际情况更换镜头观测。

可以,通过外部二向色镜将辐射信号分开,一个通向可见光相机,一个则为红外通道,通向CLAMIR。我们可以提供这样的外部配置。

关于CLAMIR的加工兼容性

是的,CLAMIR系统兼容不同流率下的不同加工粉末如 SLS360Inconel 625钨粉

CLAMIR系统成功经多种线速度测试,包括EHLA加工应用。

可以。用户可以根据实际情况自行修改和配置PID参数。这些参数(Kp, Ki, Kd)可通过随附的CLAMIR Acquisition and Configuration Software修改。首次收到CLAMIR系统套装时,所有参数为默认值。

可以。配置可以永久保存在CLAMIR的闪存器中,之后每次启动系统时都作为默认参数。

是的。主要的参数值是起始激光功率。激光加工开始后的起初制造阶段,用户可以让CLAMIR自动计算熔池宽度参考值。或者,用户手动设置熔池宽度和配置激光控制启动条件。

关于CLAMIR的软件集成

通过千兆以太网将CLAMIR系统连接到PC端。此连接遵从TCP/IP协议。

通过专有的.DAT格式保存所有输入数据。DAT文件结构在用户手册里已有解释,用户可以此开发自己的分析软件。

通过Visualization SW可以打开数据文件(DAT格式)。

不需要。 Visualization SW不需要连接CLAMIR就可以实现。

所有与加工相关的信息(配置和设置参数)、加工监测参数(熔池宽度),CLAMIR系统状况和指定的激光功率数据都被保存为DAT文件。用户可以配置红外图像的记录。

针对记录数据,CLAMIR Acquisition and Configuration SW有几个可选项:第一,数据采集的频率可以从1kHz到1Hz调节。第二,可以删除,不记录所有图像信息,直接减小最后形成的文件大小。

有。目前两个软件和用户手册都有英文,德文,中文和日文版。

关于软件更新,所有CLAMIR用户可以通过专属渠道免费下载。软件更新相关信息会通过邮件通知。

可以。CLAMIR系统包括面向Windows的DLL,利用C++可实现CLAMIR定制软件集成。