Качество лазерной резки оценивают не только по тому, отделилась ли деталь от листа. На кромке могут остаться грат, шлак, глубокие полосы, оплавление или следы перегрева. Неполный прорез останавливает выгрузку, а незаметное отклонение геометрии проявляется уже на гибке или сборке.
Внешний признак помогает определить направление проверки, но редко указывает на одну-единственную причину. На результат одновременно влияют материал, толщина, мощность, фокус, скорость, газ, состояние сопла и оптики. Поэтому дефект нужно связывать с параметрами конкретного задания и временем его появления.
Грат и шлак остаются на нижней кромке
Расплав должен полностью удаляться из реза струей газа. Если этого не происходит, на нижней стороне формируются наплывы или твердый грат. Деталь требует дополнительной обработки и может повредить последующую оснастку.
Проверяют скорость, положение фокуса, давление и чистоту газа, центровку и состояние сопла, расстояние до поверхности. Важны также тип материала и фактическая толщина листа. Одинаковая корректировка не подходит для всех сочетаний.
При автоматическом контроле камера должна видеть нижнюю кромку. Деталь переворачивается в оснастке либо снимается с нескольких направлений после выгрузки.
Непрорез показывает потерю устойчивости процесса
При непрорезе контур остается соединенным с листом полностью или отдельными участками. Причиной могут быть недостаточная энергия, высокая скорость, нарушение подачи газа, загрязнение оптики или изменение зазора.
На станке контролируют факт завершения процесса и доступные сигналы из зоны реза. После операции проверяют отделение детали и непрерывность контура. Повторение в одной области листа может указывать на положение материала или загрязнение опор.
Критический непрорез требует остановки выгрузки, чтобы робот или оператор не пытался извлечь закрепленную деталь.
Полосы на кромке отражают движение расплава
Рисунок полос присутствует на большинстве резов, но его выраженность и направление меняются при отклонении режима. Глубокие борозды, волнистая поверхность и резкое изменение рисунка указывают на нестабильное удаление материала.
Оцениваются скорость, фокус, мощность, газ и состояние луча. Для анализа полезно сравнивать одинаковые контуры на одном материале, а не смешивать разные толщины и типы резки.
Камера с боковым освещением проявляет рельеф кромки. Алгоритм может классифицировать участок или измерять характеристики текстуры по заданной зоне.
Оплавление и изменение цвета показывают перегрев
На острых углах и малых контурах скорость движения снижается, а тепловложение растет. Кромка закругляется, угол теряет форму, рядом появляется зона изменения цвета.
Проверяются стратегия прохождения контура, управление мощностью при замедлении, проколы и расстояние между соседними деталями. Для чувствительных материалов значение имеют защитный газ и чистота поверхности.
Визуальный контроль сравнивает форму угла и цветовую область с допустимым образцом. Освещение и цветопередача камеры должны оставаться стабильными.
Дефект прокола отличается от дефекта реза
В точке входа возможны крупный кратер, брызги, наплыв или повреждение соседней поверхности. Причина связана с режимом прокола, положением точки и переходом к движению по контуру.
Если след остается внутри отхода, он может быть допустим. Попадание на рабочую кромку или поверхность детали требует изменения траектории. Поэтому система оценивает дефект относительно геометрии детали, а не как отдельное пятно.
Геометрия проверяется после отделения детали
Размер и форма могут измениться из-за настройки станка, компенсации ширины реза, тепловой деформации или смещения листа. Малые отверстия и тонкие перемычки особенно чувствительны к режиму.
Камера сверху проверяет контур, наличие отверстий и локальные деформации. Для точных размеров применяется подходящий измерительный пост. Общий маршрут таких проверок рассмотрен в статье про контроль качества механической обработки.
Материал входит в анализ причины
Марка, покрытие, состояние поверхности и фактическая толщина влияют на поглощение энергии и удаление расплава. Ржавчина, пленка, загрязнение или неоднородность листа могут сделать устойчивый рецепт нестабильным.
Результат контроля связывается с партией материала и раскроем. Если дефект появляется на нескольких заданиях из одного листа или партии, это становится отдельным направлением проверки.
Машинное зрение проверяет повторяемые признаки
Система машинного зрения устанавливается после резки и выгрузки либо на отдельном контрольном месте. Оптика подбирается под верхнюю поверхность, контур и кромку. Для объемного грата может потребоваться несколько ракурсов или трехмерное измерение.
Рецепт содержит геометрию детали и набор допустимых признаков. Система находит дефект, показывает его координату, сохраняет кадр и формирует решение для оператора или автоматической сортировки.
Надежность проверяется на разных материалах, толщинах, контурах и состояниях поверхности. Блики от металла и случайный шлак на столе не должны восприниматься как дефект детали.
Данные контроля возвращаются технологу
Для события сохраняются станок, программа, материал, толщина, газ, время, номер листа и положение детали в раскрое. Если оборудование выдает фактические параметры, они добавляются к записи.
QAS-система показывает повторяемость дефекта по признакам. Технолог видит не только процент брака, но и момент возникновения, тип кромки и связанные условия.
После корректировки выполняется подтверждающий рез. Новая деталь проходит ту же проверку, а восстановление процесса фиксируется в истории.
Как организовать пилотный контроль
Для пилота собирают годные детали, подтвержденные виды дефектов и пограничные состояния по нескольким типичным материалам. Вместе с технологом определяют, какие признаки действительно влияют на последующие операции и приемку.
Далее проверяют ракурсы, освещение, положение детали и время цикла. Критерии пилота включают обнаружение согласованных дефектов, долю повторной проверки и возможность связать результат с заданием.
ИНДИНС разрабатывает визуальные датчики и контрольные станции для производственных линий. Для обсуждения задачи нужны образцы деталей, карта дефектов, параметры типовых заданий и схема выгрузки после станка.