NL1018861C2 - Werkwijze en een inrichting voor het meten en regelen van een laser-lasproces. - Google Patents

Description

Werkwijze en een inrichting voor het meten en regelen van een laser-lasproces.

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het meten en regelen 5 van een laser- lasproces, waarbij men: - een werkstuk last met behulp van een laser, - met behulp van een optische sensor de licht intensiteit boven het lasbad meet, - men de met de optische sensor gemeten waarde vergelijkt met een bepaalde referentiewaarde, en 10 - men het aan het lasbad toegevoerde energie per Iengte-eenheid aanpast, afhan kelijk van de verschilwaarde tussen de gemeten waarde en de bepaalde referentiewaarde.

In de stand van de techniek is het bekend om tijdens het lassen verschillende karakteristieken van het lasproces te meten. Uit het Amerikaanse octrooi US 5.674.415 is 15 een werkwijze en een inrichting bekend voor het tijdens het lassen meten van de hoeveelheid uitgestraald infrarood licht, die vrijkomt tijdens het lasproces. Vervolgens gebruikt men de verzamelde waarden tijdens het lassen om de kwaliteit van de gevormde las te controleren. Zo is er bijvoorbeeld een verband tussen de hoeveelheid uitgestraald IR licht en de bereikte lasdiepte.

20 Volgens de bekende werkwijze verzamelt men eerst data over de hoeveelheid in frarood licht die vrijkomt bij lassen met een bepaalde penetratie-diepte. Tijdens het aanbrengen van een las verzamelt men opnieuw de uitgestraalde hoeveelheid infrarood licht en vergelijkt deze met de vooraf bepaalde set data. Vervolgens kan men door een vergelijking te maken tussen de vooraf bepaalde data en de gegevens die zijn vrijgeko-25 men tijdens het lassen, controleren of de gevormde las voldoet aan de kwaliteitseisen.

Een belangrijk nadeel van de werkwijze volgens de stand van de techniek is dat met behulp van deze bekende werkwijze een controle achteraf kan plaatsvinden. Wanneer tijdens het lassen een fout voorkomt in de gevormde las, kan men deze fout waarnemen en de las afkeuren. In de inrichting volgens de stand van de techniek is bijvoor-30 beeld een alarm aanwezig, dat kan waarschuwen voor onregelmatigheden in het lasbad.

De bekende werkwijze en de bekende inrichting zijn echter niet ingericht voor het tijdens het aanbrengen van de las aanpassen van de lasparameters om lasfouten te voorkomen. Gezien het bovenstaande is het doel van de onderhavige uitvinding om te voor 1018861 ’ 2 zien in een werkwijze van het in de aanhef genoemde soort, waarbij tijdens het lassen de gebruikte lasparameters real time, dat wil zeggen tijdens het aanbrengen van de las, kunnen worden aangepast om het optreden van lassen met een mindere kwaliteit zoveel mogelijk te voorkomen.

5 Dat doel wordt volgens de onderhavige uitvinding bereikt doordat men de refe rentiewaarde bepaalt doordat men het aan het lasbad toegevoerde energie per lengte eenheid van een relatief lage beginstand laat toenemen of van een relatief hoge begm-stand laat afnemen totdat men een stapsgewijze overgang meet van de gemeten lichtintensiteit van een relatief hoog niveau naar een relatief laag niveau of omgekeerd, 10 waarna men de door de optische sensor gemeten intensiteit gebruikt als stuursignaal voor de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie, waarbij men het aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid laat toenemen wanneer men met de optische sensor het relatief hoge niveau van de lichtintensiteit meet en met het aan lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid laat afnemen wanneer men met de optische 15 sensor het relatief lage niveau van de lichtintensiteit meet.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van het inzicht dat tij-dens het lassen van een werkstuk met behulp van een laser de lichtintensiteit boven het lasbad sprongsgewijs verandert op het moment dat tijdens het lassen een toestand van onvolledige penetratie overgaat in volledige penetratie.

20 Tijdens de toestand van onvolledige penetratie zal boven het lasbad een relatief hoge lichtintensiteit heersen. Op het moment dat volledige penetratie wordt beretkt zal de energie zijn weg vinden naar de onderzijde van het werkstuk. Dat wil zeggen, dat op dat moment energie wegvloeit aan de onderzijde van het werkstuk en de lichtintensiteit die aan de bovenkant kan worden gemeten sprongsgewijs afneemt.

25 Voor tal van lasprocessen, in het bijzonder voor het lassen van zogenaamde tailor made blanks (TMB), is het van groot belang, dat een gemaakte las een volledige penetratie bereikt. Tailor made blanks worden onder meer gebruikt in de automobielindustrie. De tailor made blanks bestaan bijvoorbeeld uit verschillende aan elkaar gelaste platen met een verschillende wanddikte. De platen kunnen in een vervolgproces 30 worden blootgesteld aan een hoge mechanische belasting, bijvoorbeeld in een hoge drukpers. Tijdens deze mechanische bewerkingen worden de in het materiaal gevormde lassen zwaar beproefd. Dat wil zeggen, dat aan de lassen hoge kwaliteitseisen worden gesteld.

1018861 3

Door de werkwijze volgens onderhavige uitvinding is het mogelijk om continu de lichtintensiteit boven het lasbad te meten. Wanneer men bij het opvoeren van de aan het werkstuk toe te voeren hoeveelheid energie per lengte-eenheid merkt dat de lichtintensiteit stapsgewijs daalt, weet men dat de toestand van volledige penetratie is bereikt.

5 Vervolgens kan men de hoeveelheid aan het werkstuk toe te voeren energie per lengte-eenheid enigszins laten afnemen. Op het moment dat de toestand van volledige penetratie weer overgaat in de toestand van onvolledige penetratie, zal de gemeten lichtintensiteit boven het lasbad stapsgewijs toenemen. Deze stapsgewijze toename kan weer gebruikt als ingangssignaal voor het gebruikte systeem om de hoeveelheid toe te voeren 10 energie per lengte-eenheid aan het werkstuk weer te verhogen.

In de onderhavige tekst wordt het begrip "energie per lengte-eenheid" veelvuldig gebruikt. Met deze term wordt gedoeld op de hoeveelheid energie die door de laser aan het werkstuk wordt toegevoerd per lengte-eenheid van de te vormen las. Het begrip "energie per lengte-eenheid" kan vertaald worden naar het engels met de term "heat-15 input".

Opgemerkt wordt, dat er in de stand van de techniek werkwijzen bekend zijn, waarbij men tijdens het lassen van een werkstuk met behulp van een laser zoveel energie per lengte-eenheid toevoegt aan het werkstuk, dat men zeker is van volledige penetratie. Op deze manier is de kwaliteit van de te leggen las gegarandeerd. Een belangrijk 20 voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding ten opzicht van de werkwijze waarbij men overmatig vermogen aan het werkstuk toevoegt, is dat men met behulp van de werkwijze volgende de onderhavige uitvinding met een minimale energie en met een maximale snelheid kan worden gelast.

Door de werkwijze van de onderhavige uitvinding brengt men een las aan in het 25 werkstuk met volledige penetratie, terwijl men juist voldoende vermogen toevoert aan het werkstuk. Dat wil zeggen, dat men ofwel de gebruikte hoeveelheid energie relatief laag kan houden ofwel de gebruikte snelheid, die aan het systeem wordt opgelegd, relatief hoog kan houden, waarbij tegelijkertijd de optimale kwaliteit van de las gewaarborgd blijft.

30 Volgens de uitvinding is het voordelig dat men de lichtintensiteit periodiek meet en men de hoeveelheid toe te voeren energie per lengte-eenheid overeenkomstig periodiek aanpast.

1018861 4

Een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding is dat men real time, dat wil zeggen tijdens het aanbrengen van de las, de procesomstandigheden kan aanpassen. Om dat te kunnen doen is het van belang om de lichtintensiteit boven het lasbad periodiek te meten. Afhankelijk van de gemeten waarde kan men de lasparameters vervolgens al 5 of niet aanpassen.

Volgens de uitvinding kan bovendien de productiesnelheid worden geoptimaliseerd door met de werkwijze volgens de uitvinding de optimale hoeveelheid energie die per lengte-eenheid aan het werkstuk moet worden toegevoerd te bepalen. Vervolgens kan men de bewerkingssnelheid van het werkstuk optimaliseren door het vermogen van 10 de laserinstallatie in te stellen op een waarde die dicht bij de maximale waarde ligt en vervolgens de bewerkingssnelheid van het werkstuk aan deze ingestelde waarde van de laser aan te passen. Deze "maximale waarde" is het maximale vermogen dat de laser kan leveren. Ook het aanpassen van de bewerkingssnelheid kan real-time gebeuren.

Volgens de uitvinding is er in voorzien dat men de periode tussen twee opeenvol-15 gende aanpassingen kiest tussen 0,01 en 0,10 ms, bij voorkeur 0,03 en 0,07 ms, met meer voorkeur 0,05 ms. Door gebruik te maken van een zo korte responstijd is te bereiken dat de gehele las volledige penetratie heeft. Tijdens het laser lassen is er ter plaatse van de laser een zogenaamde “Key-hole” aanwezig. Wanneer men meet dat deze Keyhole dreigt te sluiten wordt de aan het werkstuk toegevoerde hoeveelheid energie per 20 lengte-eenheid van het werkstuk verhoogd. De veranderingen aan de grootte van de Key-hole verlopen zeer snel. Naast de Key-hole bevindt zich de smelt. De omstandigheden in de smelt veranderen veel trager dan de omstandigheden in de Key-hole. Dat wil zeggen: op het moment dat men vaststelt dat de Key-hole dreigt te sluiten en dat onvolledige doorlassing optreedt, wordt de toegevoerde hoeveelheid energie per lengte-25 eenheid van het werkstuk instantaan verhoogd. De smelt heeft nog geen tijd gehad om te reageren (meer of minder te smelten) en door de extra toegevoerde hoeveelheid energie is volledige doorlassing over de gehele lengte van de las gewaarborgd.

Volgens de uitvinding is het mogelijk, dat men bij het meten van het relatief lage niveau van de lichtintensiteit de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per 30 lengte-eenheid in relatief kleine stappen laat afnemen, waarna men bij de overgang naar de relatief hoge lichtintensiviteit de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid in relatief grote stappen laat toenemen.

η a 1 ft 8 6 f 5

Zoals hierboven al is aangegeven is het van belang dat men tijdens het aanbrengen van de las zeker is van volledige penetratie van de las. Om echter te kunnen lassen met een zo laag mogelijke energie-inbreng en een zo hoog mogelijke snelheid, is het voordelig de hoeveelheid toegevoerde energie periodiek in kleine stappen, of geleide-5 lijk, te laten afnemen. Wanneer men meet dat de las niet meer volledig penetreert, voegt men vervolgens extra energie toe aan het lasbad in een relatief grote stap. Deze relatief grote stap zorgt ervoor, zoals hierboven is beschreven, dat volledige penetratie gewaarborgd is.

Volgens een eerste aspect van de werkwijze is het mogelijk dat men de hoeveel-10 heid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid verandert doordat men de hoeveelheid aan de laser toegevoerd vermogen verandert.

Wanneer men meet dat de lasparameters moeten worden aangepast, kan men de hoeveelheid aan de laser toegevoegd vermogen veranderen. In het geval van gemeten hoge lichtintensiteit betekent dat bijvoorbeeld een extra grote energie opname door de 15 te gebruiken laser, en een daarbij behorende extra grote hoeveelheid energie die door de laser aan het lasbad wordt overgedragen.

Als alternatief is het mogelijk dat men de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren vermogen per lengte-eenheid verandert door het veranderen van de voortgangssnel-heid van de laser ten opzichte van het werkstuk.

20 Het effect van deze maatregel is dat men de instellingen van de laser niet behoeft aan te passen. Men kan de las aanbrengen met een vaste instelling van de laser en de bijbehorende apparatuur. De hoeveelheid toe te voeren energie per lengte-eenheid aan het lasbad kan men eenvoudigweg regelen door de snelheid van de laser ten opzichte van het werkstuk te bepalen. Een tweede aspect van deze maatregel is dat men de las 25 met een maximale snelheid over het werkstuk kan laten bewegen. Dat betekent dat het vormen van een las relatief weinig tijd kost en dat bij het vormen van de las tijdwinst kan worden geboekt.

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat men meerdere sensoren gebruikt. Daarbij is het in een eerste uitvoeringsvorm mogelijk dat men gebruik maakt van coaxiaal 30 geplaatste sensoren.

Verder is het mogelijk dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek geschikt is voor licht met een golflengte van 400-600 nm. Bovendien is het mogelijk dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek geschikt is voor licht met een golf- 1 0 18861 6 lengte nabij 800 nm. Zodra een signaal een scherpe, stapvormige overgang vertoont tussen volledig doorlassen en niet volledig doorlassen, is deze uitvinding in principe bruikbaar.

Tijdens het vormen van een las met behulp van een laser zit tussen de laser en het 5 werkstuk een zogenaamde pluim, die bestaat uit hete metaaldamp. Deze pluim en het lasbad stralen licht uit in het voor een mens zichtbare spectrum. Deze straling heeft een golflengte van 400-600 nm. Bovendien zal de smelt infrarood licht uitzenden met een golflengte van ongeveer 800 nm en meer.

Door gebruik te maken van meerdere sensoren, die specifiek gericht zijn op het 10 meten van een bepaald gedeelte van het uitgezonden licht, kan men de stapsgewijze overgang van volledige penetratie naar onvolledige penetratie beter en sneller registreren.

Volgens de uitvinding is het mogelijk dat men gebruik maakt van een Nd:YAG laser. Daarbij is het mogelijk dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek ge- 15 schikt is voor licht met een golflengte van 1064 nm.

Het vormen van een las, bijvoorbeeld een tailor made blank, kan worden uitgevoerd door een zogenaamde Nd:YAG laser. Deze laser zendt licht uit met een golflengte van 1064 nm. Tijdens het lassen kan men de reflectie van het licht met deze specifieke golflengte meten met een derde speciaal daarop gerichte sensor. Dit helpt verder 20 bij het nauwkeurig bepalen van de overgang van volledig penetreren naar onvolledig penetreren.

In het tweede aspect is de onderhavige uitvinding gericht op een werkwijze voor het lassen van een tailor made blank (TMB), waarbij men gebruik maakt van de werkwijze volgens onderhavige uitvinding.

25 Naast de hierboven beschreven werkwijze betreft de onderhavige uitvinding ook een inrichting voor het meten en regelen van een laser- lasproces, voorzien van een laser, zoals een Nd:YAG-laser en stuurmiddelen voor het aansturen van die laser. De inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat die stuurmiddelen een optische sensor omvatten voor het meten van de lichtintensiteit boven het 30 lasbad en rekenmiddelen voor het momentaan bepalen van het verschil tussen de met de optische sensor gemeten lichtintensiteit en een bepaalde referentiewaarde, waarbij die rekenmiddelen werkzaam zijn verbonden met die stuurmiddelen van de laser voor het verhogen respectievelijk verlagen van de met de laser aan een werkstuk toe te voe- 1018861 7 ren hoeveelheid energie per lengte eenheid (heat-input), afhankelijk van het door die Tekenmiddelen bepaalde verschil. Daarbij is het voordelig dat de stuurmiddelen zijn ingericht voor het laten verhogen van de aan een werkstuk toe te voeren hoeveelheid energie per lengte-eenheid wanneer de door de optische sensor gemeten hoeveelheid 5 licht hoger ligt dan de referentiewaarde.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarin:

Figuur 1 schematisch een inrichting weergeeft, die gebruikt kan worden bij de werkwijze volgens onderhavige uitvinding; 10 Figuur 2 in meer detail de laserkop 1 volgens de onderhavige uitvinding afbeeldt;

De figuren 3a en 3b de resultaten weergeven van de gemeten lichtintensiteit boven het lasbad en de bijbehorende penetratiegraad bij het lassen met een vaste waarde voor het ingestelde vermogen van de laser, zonder dat gebruikt wordt gemaakt van de werkwijze en de inrichting volgens de onderhavige uitvinding; 15 De figuren 4a en 4b een vergelijkbaar experiment weergeven als de figuren 3a en 3b, waarbij in het geval van de figuren 3a en 3b echter sprake is van een directe regeling van het gebruikte lasvermogen, volgens de werkwijze volgende onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is schematisch de inrichting volgens de onderhavige uitvinding afge-20 beeld met behulp waarvan de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan worden uitgevoerd. De inrichting omvat een laserkop 1 met behulp waarvan een werkstuk 2 kan worden gelast. De laserkop wordt gevoed door middel van een optische kabel 11. Deze optische kabel 11 is verbonden met een laserinstallatie 12. Tussen de laserkop 1 en het werkstuk 2 zal in het gebruik een pluim 3 aanwezig zijn. Licht dat vrijkomt tij-25 dens het lassen van het werkstuk 2 kan gedeeltelijk worden afgebogen door middel van een spiegel 4 die in de laserkop 1 is aangebracht. Figuur 1 toont een eerste mogelijke configuratie voor de plaatsing van sensoren 17, 18 en 19 voor het opvangen van het via de spiegel 4 afgebogen licht. Het met de sensoren gereflecteerde licht kan worden toegevoerd aan regelmiddelen 13. Deze regelmiddelen 13 kunnen vervolgens ingrijpen 30 op de laserinstallatie om de instellingen van de laserinstallatie zo aan te passen dat volledige doorlassing van het werkstuk 2 gedurende het lassen gewaarborgd blijft. De precieze werking van de installatie wordt hieronder verder toegelicht.

1 0 1 8861 δ

In figuur 2 is schematisch een laserkop 1 afgebeeld, die gebruikt wordt bij het lassen van een werkstuk 2. Dit werkstuk 2 is bijvoorbeeld een zogenaamde tailor made blank. Tijdens het lasproces wordt aan de onderzijde van de laskop 1 tussen de laskop 1 en het werkstuk 2 een zogenaamde pluim 3 gevormd. Tijdens het lassen zal door de 5 aanwezigheid van de pluim 3 licht met een hoge intensiteit aanwezig zijn boven het werkstuk 2.

De hoeveelheid licht die aanwezig is boven het werkstuk 2 wordt volgens figuur 2 gedeeltelijk gereflecteerd en opgevangen in de laserkop 1. Via een half doorlatende spiegel 4 wordt het gereflecteerde licht afgebogen via zogenaamde bundelverdelers 5 10 en 6 om het gereflecteerde licht toe te kunnen voeren aan een eerste en een tweede sensor 7, 8. Aan de opstelling kan verder nog een camera 9 worden toegevoegd. Naast die aangebrachte sensoren 7 en 8 is het mogelijk dat er in de buurt van het lasproces een losse sensor 10 wordt toegevoegd. Deze sensor kan bijvoorbeeld zijn ingericht als camera en zijn afgestemd op het invangen van een bepaalde hoeveelheid licht met een 15 bepaalde golflengte. Het is mogelijk om in de laser-installatie een verdere sensor aan te brengen die het van het lasbad afkomstige licht meet via de optische kabel.

Het laserlicht wordt via een optische kabel 11 (fiber) naar de laskop getransporteerd. Het is mogelijk om in de kabel 11 een verdere sensor aan te brengen voor het meten van licht dat door het lasbad is uitgezonden.

20 Naast de in figuur 2 afgebeelde onderdelen zal de inrichting volgens de onderha vige uitvinding zijn van regelmiddelen, die de door de verschillende sensoren 7, 8 en 10 ingevangen signalen kunnen verwerken tot ingangssignalen van de laser. Zoals hierboven uitgebreid is beschreven wordt volgens de onderhavige uitvinding de hoeveelheid aan de laserkop 1 toegevoerd vermogen en daarmee de hoeveelheid aan het werk-25 stuk geleverde energie gevarieerd op het moment dat de lichtintensiteit boven het lasbad sprongsgewijs verandert. Deze verdere regelmiddelen zijn afgebeeld in figuur 1.

In de figuren 3a en 3b zijn de resultaten weergegeven van een lasexperiment, waarbij bij verschillende snelheden een las is aangebracht in een werkstuk. In figuur 3a is op de x-as in millimeters de lengte van de as weergegeven. Op de y-as is het ge-30 bruikte vermogen van de laser weergegeven. In figuur 3b is opnieuw op de x-as de lengte van de las in millimeters weergegeven. Op de y-as is in dit geval de door de een van de sensoren gemeten lichtintensiteit boven het lasbad afgebeeld. De verschillende pieken en dalen van de gemeten lichtintensiteit geven aan dat bij het veranderen van 1018861 ' 9 volledige penetratie naar onvolledige penetratie tijdens het lassen de gemeten lichtintensiteit sprongsgewijs verandert.

Volgens de figuren 3a en 3b is over een eerste traject van 0 tot 50 millimeter gelast met een snelheid van 100 millimeter per seconde. Over het daarop volgende ge-5 deelte van 50 tot 90 millimeter is gelast met een snelheid van 120 millimeter per seconde. In het experiment is gelast met een laservermogen van 875 W.

Uit de figuren 3a en 3b is af te lezen dat de gevormde las het traject van 0 tot 50 millimeter over een gedeelte van de lengte volledige penetratie vertoont en over een gedeelte van de lengte onvolledige penetratie vertoont. Bij het opvoeren van de snel-10 heid van 100 millimeter per seconde naar 120 millimeter per seconde wordt een las gevormd, die over de hele lengte daarvan onvolledige penetratie vertoont.

In de figuren 4a en 4b zijn de resultaten weergegeven van een tweede lasexperi-ment, waarbij opnieuw een las wordt gevormd met een lengte van 90 millimeter. In figuur 4a is op de x-as de totale lengte van de gevormde las weergegeven. Op de y-as 15 wordt de bijbehorende hoeveelheid vermogen aangeduid. In figuur 4b is opnieuw de gemeten lichtintensiteit uitgezet tegen de lengte van de las.

Op een gedeelte van 0 tot 50 millimeter is opnieuw gelast met een snelheid van 100 millimeter per seconde. Op een gedeelte van 50 tot 90 millimeter is gelast met een snelheid van 120 millimeter per seconde. In het experiment volgens de figuren 4a en 4b 20 wordt niet gebruik gemaakt van een vaste hoeveelheid vermogen voor de laser, maar wordt, na een aanloop van 10 mm, gebruik gemaakt van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding. Dat wil zeggen, dat de hoeveelheid vermogen die wordt toegevoerd aan de laser, afhankelijk is van de gemeten lichtintensiteit boven het lasblad. In figuur 4b is te zien dat na een beginperiode, die ongeveer 11 millimeter lang is, volle-25 dige penetratie wordt bereikt tijdens het lassen. De bijbehorende hoeveelheid energie die per lengte-eenheid voldoende is om volledige penetratie te bereiken is, zoals blijkt uit figuur 4a, lager dan 1000 Watt. Bij het opvoeren van de snelheid (na ongeveer 50 millimeter) moet het vermogen, dat wordt toegevoerd aan de laser en daarmee de energie die wordt toegevoerd aan het werkstuk, worden verhoogd om opnieuw volledige 30 penetratie te kunnen garanderen.

De figuren 4a en 4b geven aan dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding effectief kan worden ingezet om real time de lasbare meters aan te passen, zodat tijdens het aanbrengen van de las volledige penetratie wordt gegarandeerd.

101886) 10

Zoals hierboven al is aangegeven heeft de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding als voordeel dat men met een optimale snelheid een werkstuk kan lassen. Wanneer men de hoeveelheid vermogen, die aan de laser wordt toegevoegd, constant houdt is het voldoende om de snelheid van de laser ten opzichte van het werkstuk te verande-5 ren om een optimale hoeveelheid energie per lengte-eenheid aan het werkstuk toe te voeren.

In de onderhavige uitvinding is gebruik gemaakt van een aantal begrippen. In de eerste plaats is gebruik gemaakt van het woord "referentiewaarde”. De referentiewaarde is een waarde die gekozen wordt tussen de hoge intensiteit van een signaal (dat hoort 10 bij onvolledig doorlassen) en de lage intensiteit (die hoort bij een volledige doorlas) van een signaal. Er is niet een waarde die hoort bij de overgang van onvolledige naar volledige doorlassing. Het is een stapvormige overgang, waarbij de referentie waarde op die overgang wordt gekozen.

Verder wordt in de onderhavige uitvinding gesproken over een werkstuk. Met het 15 woord werkstuk wordt bedoeld elk voorwerp dat met behulp van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gelast.

Verder wordt volgens de onderhavige uitvinding de nadruk gelegd op het meten van de lichtintensiteit boven een werkstuk. Het is duidelijk dat op overeenkomstige wijze ook andere las-parameters als ingangssignaal kunnen worden gebruikt voor het 20 aanpassen van de hoeveelheid energie die per lengte-eenheid aan een werkstuk wordt toegevoerd.

Verder is er volgens onderhavige uitvinding sprake van het feit dat gemeten wordt aan de bovenzijde van een werkstuk. Op equivalente wijze is het mogelijk om niet aan de bovenzijde de intensiteitverschillen te meten, maar juist aan de onderzijde 25 van de werkstukken intensiteitverschillen in de gemeten lichtintensiteit vast te stellen. Ook deze signalen zouden kunnen worden gebruikt in de onderhavige werkwijze, zonder de uitvindingsgedachte van de onderhavige uitvinding te verlaten.

1018861 1

Claims (15)

1. Werkwijze voor het meten en regelen van een laser- lasproces, waarbij men: - een werkstuk last met behulp van een laser, 5. met behulp van een optische sensor de licht intensiteit boven het lasbad meet, - men de met de optische sensor gemeten waarde vergelijkt met een bepaalde referentiewaarde, en - men het aan het lasbad toegevoerde energie per lengte-eenheid aanpast, afhankelijk van de verschil waarde tussen de gemeten waarde en de bepaalde referen- 10 tiewaarde, met het kenmerk, dat - men de referentiewaarde bepaalt doordat men het aan het lasbad toegevoerde energie per lengte-eenheid van een relatief lage beginstand laat toenemen of van een relatief hoge beginstand laat afnemen totdat men een stapsgewijze overgang meet van de gemeten lichtintensiteit van een relatief hoog niveau naar een relatief 15 laag niveau of omgekeerd, - waarna men de door de optische sensor gemeten intensiteit gebruikt als stuursignaal voor de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid, waarbij men het aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid laat toenemen wanneer men met de optische sensor het relatief hoge niveau van de 20 lichtintensiteit meet en met het aan lasbad toe te voeren energie per lengte een heid laat afhemen wanneer men met de optische sensor het relatief lage niveau van de lichtintensiteit meet.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de lichtintensi-25 teit periodiek meet en men de hoeveelheid toe te voeren energie per lengte-eenheid overeenkomstig periodiek aanpast.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men de periode tussen twee opeenvolgende aanpassing kiest tussen 0,01 en 0,10 ms, bij voorkeur 0,03 en 0,07 30 ms, met meer voorkeur 0,05 ms.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men bij het meten van het relatief lage niveau van de lichtintensiteit de hoeveelheid aan 1018861 het lasbad toe te voeren vermogen per lengte-eenheid in relatief kleine stappen laat afnemen, waarna men bij de overgang naar de relatief hoge lichtintensiviteit de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid in relatief grote stappen laat toenemen. 5

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid verandert doordat men de hoeveelheid aan de laser toegevoerd vermogen verandert. ΙΟ

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men de hoeveelheid aan het lasbad toe te voeren energie per lengte-eenheid verandert door het veranderen van de voortgangssnelheid van de laser ten opzichte van het werkstuk.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men meerdere sensoren gebruikt.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van coaxiaal geplaatste sensoren. 20

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 7 of 8, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek geschikt is voor het licht met een golflengte van 400-600 nm.

10. Werkwijze volgens een van de conclusies 7 - 9, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek geschikt is voor licht met een golflengte nabij 800 nm.

11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat 30 men gebruik maakt van een Nd.:YAG laser.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat men gebruik maakt van een sensor die specifiek geschikt is voor licht met een golflengte van 1064 nm. 1018861

13. Werkwijze voor het lassen van een Tailor Made Blank (TMB), met het kenmerk. dat men gebruik maakt van de werkwijze voor het meten en regelen van een laser- Iasproces volgens een van de voorgaande conclusies. 5

14. Inrichting voor het meten en regelen van een laser- Iasproces, voorzien van een laser, zoals een Nd:YAG-laser en stuurmiddelen voor het aansturen van die laser, met het kenmerk, dat die stuurmiddelen een optische sensor omvatten voor het meten van de lichtintensiteit boven het lasbad en rekenmiddelen voor het momentaan bepalen 10 van het verschil tussen de met de optische sensor gemeten lichtintensiteit en een bepaalde referentiewaarde, waarbij die rekenmiddelen werkzaam zijn verbonden met die stuurmiddelen van de laser voor het verhogen respectievelijk verlagen van de met de laser aan een werkstuk toe te voeren hoeveelheid energie per lengte-eenheid, afhankelijk van het door die rekenmiddelen bepaalde verschil. 15

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de stuurmiddelen zijn ingericht voor het laten verhogen van de aan een werkstuk toe te voeren hoeveelheid energie per lengte-eenheid wanneer de door de optische sensor gemeten hoeveelheid licht hoger ligt dan de referentiewaarde. 20 ft*************** 1018861