El seguiment del procés-en temps real és fonamental per garantir la qualitat de la soldadura per làser. La detecció-basada en la visió, com a mètode de monitorització sense-contacte, s'ha convertit en una de les tècniques més adoptades. En capturar senyals òptics de la zona de soldadura, els sistemes de visió permeten als operadors observar la dinàmica del conjunt de soldadura i el comportament del forat de la clau, proporcionant dades valuoses per a l'avaluació de la qualitat i el control del procés.
Ensoldadura per làser, els sistemes de monitorització de processos-en temps real es classifiquen principalment en dues configuracions basades en l'angle d'adquisició del senyal òptic: fora de l'-eix i coaxial.
- Monitorització fora{0}}de l'eix:Capta els senyals de procés des de dalt o des del costat de la piscina de soldadura en un angle específic en relació amb el feix làser.
- Monitorització coaxial:Extreu els senyals d'imatge directament des de la part superior del grup de soldadura i del forat de la clau, alineats en línia amb l'eix del feix làser.
A més, segons la font d'il·luminació, la detecció visual es pot classificar en sistemes actius i passius. Els sistemes actius utilitzen una font de llum auxiliar per a la il·luminació fora-de l'eix o coaxial de la piscina fosa i el forat de la clau. En canvi, els sistemes passius es basen en la radiació natural emesa pel plasma o la radiació tèrmica del metall líquid dins de la piscina fosa com a senyal d'imatge.
Detecció de la visió fora de l'eix{{0}: avantatges i contres
En la detecció de visió fora de l'-eix, el posicionament i la instal·lació del sensor són relativament senzills i còmodes, i el camí òptic per a l'adquisició d'imatges és senzill. La il·luminació convencional fora de l'-eix també és fàcil d'implementar. Tanmateix, aquesta configuració té un inconvenient important: no pot capturar clarament la geometria plana del forat. A més, per acomodar el sensor de visió fora de l'-eix i els seus accessoris de muntatge requereix una quantitat considerable d'espai físic al voltant del capçal de soldadura.
Detecció de visió coaxial: avantatges i reptes tècnics
Els sensors de visió coaxial superen les limitacions d'espai mirant directament cap al forat de la clau des de dalt. Mitjançant el processament de les imatges coaxials capturades de la piscina fosa i del forat de la clau, el sistema pot controlar i avaluar l'estat-en temps real del procés de soldadura. En comparació amb els sensors fora de l'-eix, la configuració coaxial ofereix avantatges notables, com ara una estructura compacta, requisits d'espai mínims i una integració perfecta amb la lent d'enfocament làser.
No obstant això, separar i extreure el senyal d'imatge coaxial del raig làser d'alta potència -és el principal repte tècnic.
Afortunadament, els avenços en la fabricació de components òptics han abordat eficaçment aquest coll d'ampolla:
Per a làsers d'estat sòlid-de longitud d'ona- curta (p. ex., làsers Nd:YAG o de fibra):
Normalment, un divisor de feix s'integra al camí òptic làser. Això permet que els senyals òptics que es reflecteixen de la piscina fosa es desviïn o es filtren al sensor de la càmera, aconseguint una separació neta del feix làser principal.
Per a làsers de-longitud d'ona llarga (p. ex., làsers de CO₂):
El senyal d'imatge de la piscina fosa s'extreu tradicionalment raspant o enfocant la llum a través d'un micro-forat del mirall giratori per controlar les variacions de la profunditat del forat. Tanmateix, aquest mètode té limitacions inherents, ja que la precisió dels resultats està molt influenciada per les condicions de soldadura fluctuants i la interferència del plasma.