레이저 공정용 고속 디지털 파이로미터 기반 온도 제어 솔루션

 

온도 기반 공정 제어를 위한 독립형 레이저 출력 제어 시스템

Sensortherm의 Metis H3 고속 디지털 파이로미터는 온도 측정과 레이저 제어 기능을 하나의 매우 컴팩트한 독립형 시스템으로 제공하며, 별도의 PC 없이 자율적으로 동작할 수 있도록 설계되었습니다.

또한 기존 시스템과의 손쉬운 통합이 가능하며, 조정 가능한 광학계를 통해 레이저 광학계를 이용한 동축(Coaxial) 측정과 외부 측정을 모두 지원합니다.

광학계를 제거하지 않고도 내장된 온도 조정 기능을 사용할 수 있습니다.

• 레이저 경화(Laser Hardening)

• 레이저 클래딩(Laser Cladding)

• 열전도 용접(Heat Conduction Welding)

• 적층 제조(Additive Manufacturing)

• 플라스틱 투과 용접(Plastic Transmission Welding)

• 플라스틱 접합(Plastic Bonding)

 

 

레이저 경화 및 클래딩 공정 적용

독립형(Stand-Alone) 시스템

Metis H3 파이로미터는 자체 완결형(Self-contained) 시스템으로 구성되어 있으며, 초기 설정 이후에는 별도의 PC 없이 독립적으로 동작합니다.

또한 직접 입력 및 출력 기능을 제공하여 대부분의 공정 환경에 쉽게 통합할 수 있습니다.

기존 제어 시스템과의 연결은 디지털 입출력 또는 인터페이스 명령을 통해 간단하게 구성할 수 있으며, 한 번 설정된 일반적인 공정 파라미터 파일은 영구 저장 후 필요 시 언제든지 불러와 사용할 수 있습니다.

또한 인터페이스 명령을 통해 Profinet 연결을 지원하여 상위 제어 시스템과 쉽게 연동할 수 있으며,

외부 제어 시스템을 통해 컨트롤러 시작 및 정지, 설정값 지정, 저장된 공정 파라미터 선택, 상태 신호 출력 등의 기능을 수행할 수 있습니다.

 

 

온라인 및 평가 소프트웨어

모든 장비에는 전용 소프트웨어가 기본 제공되며, 공정 제어 설정 및 프로그램 구성을 위한 직관적인 인터페이스를 제공합니다.

또한 실시간 공정 추적(Online Sequence Tracing), 공정 기록 및 문서화, 후속 공정 평가에 적합하도록 설계되어 있습니다.

 

 

재질 대응 및 고속 제어 성능

Metis H3 파이로미터는 Radiation Pyrometer(1-color) 또는 Ratio Pyrometer(2-color) 모델로 제공되며, 레이저 헤드 결합용 모델은 광섬유와 소형 광학계를 적용하고 있습니다.

또한 각 모델은 서로 다른 파장 대역을 지원하여 대부분의 재질에 대한 온도 측정이 가능합니다.

Sensortherm의 고속 파이로미터는 통합형 컨트롤러를 기반으로 온도를 측정함과 동시에 설정된 온도를 유지하도록 레이저 출력을 제어합니다.

이를 통해 레이저 빔 전달 변화로 인해 발생할 수 있는 온도 불균형 상황에서도 안정적인 가공 품질을 유지할 수 있습니다.

H3 파이로미터는 1-color Radiation Pyrometer 기준 40µs, Ratio Pyrometer 기준 80µs의 응답속도를 제공하며, 레이저 출력 제어와 복잡한 워크피스 형상 대응이 가능할 만큼 충분히 빠른 성능을 제공합니다.

 

 

측정 방식 및 파이로미터 결합 방식

Off-Axis 방식

비동축(Non-collinear) 방식에서는 파이로미터 광학계를 레이저 툴 옆에 설치하고 레이저 스팟 방향으로 정렬하여 측정을 수행합니다.

장점 : 설치 및 시스템 통합이 간단함

 

On-Axis 방식

동축(Collinear) 방식에서는 파이로미터 광학계를 레이저 헤드 내부에 결합하며, 측정은 항상 레이저 조사 위치와 동일한 지점에서 수행됩니다.

장점 : 렌즈 오염이 없는 폐쇄형 시스템 구성 가능, 미러 스캐너 및 회전 스캐너 기반 레이저 헤드에도 적용 가능, 복잡한 워크피스 형상 측정 가능

공정 환경에 따라 파이로미터 광학계는 동축 또는 비동축 방식으로 구성할 수 있습니다.

 

 

데이터 분석 및 공정 평가

PC 소프트웨어를 이용하면 공정에 필요한 파라미터를 설정할 수 있으며, 설정값은 파이로미터 내부에 직접 저장되어 빠르고 오류 없는 시스템 통합이 가능합니다.

또한 여러 개의 파라미터 세트를 저장할 수 있으며, 소프트웨어 없이도 외부 제어 시스템을 통해 활성화할 수 있습니다.

파이로미터가 시리얼 포트를 통해 소프트웨어와 연결된 상태에서는 현재 측정 및 제어 공정을 다음과 같이 수행할 수 있습니다.

• 실시간 시각화

• 데이터 기록 및 문서화

추가적으로 현장 교정(On-site Calibration) 기능도 지원합니다.