激光切割的实时监测

本文简述了等离子检测、声发射检测及切割前沿射线检测等几种激光切割的实时监测方法，并分析了每种监测方法的优势及不足。     

激光切割系统功率实时控制研究

激光功率对切割质量具有重要的影响,功率过大容易产生过烧现象.为了保证切割质量,研究了激光功率与切割速度的关系,基于可编程多轴运动控制器提出了激光功率实时控制的方法,使用开放性编写应用程序进行串口通信调整功率的方式实现激光功率的实时控制.采用这种方法进行激光切割试验,当激光功率能够随切割速度实时变化时,可以避免烧角现象.结果表明,此方法可以有效地提高切割质量,并且保证了激光切割的效率.     

利用激光回波实时检测切割质量

介绍激光切割的特点,分析激光切割过程中的激光回波特性与切割中穿透现象的关系,并把这种关系与控制系统相结合,提出了一种穿透检测的实时监控途径,为进一步完善切割过程的实时监控奠定基础.     

激光切割系统功率实时控制研究

激光功率对切割质量具有重要的影响,功率过大容易产生过烧现象。为了保证切割质量,研究了激光功率与切割速度的关系,基于可编程多轴运动控制器提出了激光功率实时控制的方法,使用开放性编写应用程序进行串口通信调整功率的方式实现激光功率的实时控制。采用这种方法进行激光切割试验,当激光功率能够随切割速度实时变化时,可以避免烧角现象。结果表明,此方法可以有效地提高切割质量,并且保证了激光切割的效率。     

金刚石线恒张力闭环控制研究

针对金刚石线切割机切割线高速往复运动下,要求张力稳定的特点,提出了一种切割线恒张力闭环控制方法.该方法通过建立张力系统数学模型,进行了切割线运行力矩分析、加减速变化和卷径变化、运行速度对张力的影响,并建立了函数关系,依据该关系式利用浮辊机构作为张力缓冲和反馈,通过张力反馈实时调整绕线轮伺服电机输出扭矩,解决了切割线高速运行下张力控制难题.     

高速空气静压直流电主轴的调速方法

介绍一种高速空气静压直流电主轴在划片机中的应用。以往大量采用交流电主轴切割,但是其在使用中有发热量大,丢转数等缺点,直接影响切割质量。为了克服上述问题,我们采用直流电主轴进行切割,在使用中需要对直流电主轴调速。以往采用变频器面板固定频率调速,但是在使用中比较麻烦。所以我们采用计算机接口直接进行直流高频变频器的调速控制,实时监测变频器的运行状态,使其在整个系统中有很强的实用性。     

基于体纹理的肝脏可视化仿真方法研究

虚拟肝脏模型的绘制和切割是虚拟手术研究的一个重要课题,对临床手术具有重要的指导意义。论述并设计了一种虚拟肝脏建模方法,将重叠体纹理应用到肝脏体上并实现切割的实时可视化,给出了肝脏绘制和切割的实验结果。结果表明,该方法能够满足虚拟手术对肝脏的实时绘制和切割的要求,具有一定的应用价值。     

基于无线通讯的提升机过载监测系统的研究

在提升机系统运行过程中,因箕斗的装载超限常常引起事故发生,它不仅降低了钢丝绳的安全系数,同时也会造成提升系统的过卷、坠罐等重大事故,所以对其进行监测显得非常必要.针对常规方法检测的准确度低,本文采用基于无线通讯控制的提升机过载监测方法,该系统通过PLC监测张力传感器变换的电流,通过线性拟合的方法判断箕斗的重量,对载重进行实时监测,最终通过MODBUS协议实现快速、高精度、实时监测对载重进行实时控制,结果表明提升机能连续稳定的工作,提高了安全性能.     

利用电视卡构建有线电视前端信号实时监测系统

有线电视机房前端系统播出质量监测和内容监测的需求日益迫切,单靠人工进行值班监测的方法难以保证对所有播出环节的实时掌控,购置专业监测系统价格昂贵.提出一种利用普通电脑电视卡构建有线电视前端信号实时监测系统的方法.     

中心计算机性能实时监测需求与实现

针对中心计算机实时测控软件系统实时性和可靠性的要求,分析了其系统性能监测软件的设计需求。通过设计通用监测环境和研究多进程多线程模块级专用监测方法,实现了对多进程、多线程、高并发系统实时性的定量测试,以及对中心计算机实时测控软件系统运行状态的可视化监测。实际应用证明,建立的实时监测软件系统能满足中心计算机系统性能实时监测需求,同时也为保证系统的可靠运行提供了工具支持。     

激光切割光辐射与切割质量关系的研究

为了研究激光切割过程光信号与切割质量的关系,搭建了以切割前沿光辐射作为检测参量的实时检测系统,对切割前沿光辐射的时、频域信号进行了试验研究,得到了不同参数下光信号的变化规律。时域分析表明,无缺陷式样对应的标准方差较低;与无缺陷切割相比,过烧缺陷对应的光信号具有较低的强度和较高的标准方差;挂渣缺陷具有较高的强度和标准方差。频域分析表明,低速切割,光信号主频与切缝表面波纹频率一致;高速无缺陷切割无明显主频;挂渣缺陷具有明显的低频波动。结果表明,燃烧循环理论不仅是切割面波纹形成的主要因素,也是光信号主频产生的主要原因。     

CO2激光气化切割非金属材料的机制分析

研究了CO2激光气化切割高吸收率非金属材料的机制。基于实验拍摄的前沿形状和切缝形状，经过理论分析建立了激光气化切割非金属材料的三维能量耦合模型，分析了实际弯曲切割前沿和两壁面对激光的反射和能量吸收过程。前沿和壁面的能量吸收主要决定于入射光束的前三次入射(即两次反射)，前沿本身的多次反射增强了前沿底部的功率密度，而壁面的多次反射增强了前沿中下部位的功率密度。正是由于多次反射的存在，使得整个前沿都有功率密度分布。两切口壁面对入射激光有波导作用，入射激光在左右两壁面之间相互反射，朝着切口深部传输，即所谓的“壁面聚焦效应”(Wall focusing effect)。     

高功率光纤激光器涂覆层切口热效应的研究

随着光纤激光器迅速发展,单根光纤导光功率的提高对光纤之间的熔接也提出了更高的要求。在光纤的熔接处理中,涂覆层切口处边界条件的变化导致光波泄漏,这种损耗会成为高功率光纤激光器热效应问题的一个因素。本文根据光波传导方向的先后将涂覆层切口分为前切口和后切口。首先理论研究了两种切口处的光模场分布,并分析了引起切口热效应的主要原因:前切口发热原因主要有波导结构突变导致模场不匹配引起损耗和涂覆层光波泄漏引起的损耗,因此切口形状有较大影响;后切口处损耗则是因为耦合损耗引起。其次,实验研究了几种涂层形状在前切口和后切口的发热特征和温度差异,绘制了前切口不同形状引起的漏光和后切口温度与涂覆层剥离长度的关系曲线。     

A 1.3-/spl mu/m wavelength laser with an integrated output power monitor using a directional coupler optical power tap

A 1.3-/spl mu/m Fabry-Perot laser with a directional coupler power tap inside the laser cavity, used for diverting optical power to an integrated waveguide monitoring photodetector is demonstrated. The monitoring detector provides photocurrent which is linear with the front facet output power, with responsivity as high as 0.37 mA/mW, depending on the length of the directional coupler coupling region.     

基于激光光幕的连发弹丸测速系统

连发弹丸的速度和射频测试是靶场测试要研究的一个重要问题.介绍了基于四光幕的区截测速系统,分析连发弹丸过靶波形特征,采用前沿分析的方法确定弹丸过靶波形的特征点,对存在振动信号的波形利用信号匹配法确定弹丸过靶波形的特征点,编写了基于VC＋＋开发环境的测试软件.利用软件对波形数据进行处理获得连发弹丸的速度和射频.实弹打靶测试的结果表明,该激光测速系统操作方便,测试结果准确.     

K9玻璃表面的1064nm激光损伤

K9玻璃是一种性能优异的光学材料，作为激光薄膜的基底，其抗激光损伤的特性和能力，直接影响高功率激光薄膜的性能，特别是对激光增透，偏振膜。本论文采用10ns的1064m激光，实验研究了K9玻璃前后的激光损伤特性，用Normski显微镜分析损伤图貌，结果显示玻璃前后表面的激光损伤表现不同。前表面主要表现为烧伤，后表面主要表现为破斑，前后表面的损伤阈值之比约为1．4。后表面的损伤形貌与前表面相比，基本为灾难性损伤，多次激光脉冲打击显示，后表面的激光损伤尺度随着激光脉冲数呈指数增长。     

Analysis of laser metal-cut energy process window

Metal fuses for laser redundant links have been used for years in laser repair application. Nonetheless, reliability problems have occurred for laser metal cut structures, such as the material leftover remaining at the bottom of the cut site or the formation of a lower corner crack. In this paper, a special finite element Two-Stage Laser Cut Simulation Model (TSLCSM) is proposed to study the cut process. Compared with other simulation methods for similar purposes, the proposed model not only includes the stress-relief effect caused by cracking and breakthrough of passivation caused by upper corner cracks, but it also explains the laser-cut mechanism ignoring the metal underlayer. It proves earlier experimental results that a laser-energy window exists for each cut structure under a specified laser pulse. Different laser cut structures and different laser parameters are considered in the simulation, and useful guidelines are obtained for a maximum laser-energy process window. Experimental observations consistent with simulation results show that the differential between upper corner stress and lower corner stress is temporarily dependent on the passivation breakthrough caused by upper corner cracks. Also, it is shown that lower corner cracks can be formed at much lower laser energies than previously expected     

飞秒激光对多光谱滤波片的损伤阈值研究

为了测量飞秒激光对多光谱滤波片的损伤阈值, 采用钛∶蓝宝石飞秒脉冲激光(800nm、50fs)对多光谱滤光片的前膜进行了激光损伤阈值的实验研究, 并使用显微镜观测了滤光片前膜的损伤形貌。结果表明, 薄膜在不同脉冲辐照次数(1, 2, 5和10)下, 前膜损伤阈值分别为1.68J/cm2, 1.56J/cm2, 1.44J/cm2和1.42J/cm2, 随着脉冲辐照次数的增加, 损伤阈值降低, 激光脉冲的重复辐射会对薄膜形成累积效应; 由于飞秒激光的宽度极短, 薄膜导带电子由多光子电离产生, 并迅速吸收激光能量, 当其能量大于材料的带隙能时, 会与价带电子发生碰撞产生另一个电子, 进而形成大量的自由电子, 对薄膜造成损伤; 在1-on-1和2-on-1测试方法下, 随着飞秒激光能量密度的增加, 前膜损伤区域的轮廓越来越清晰、规整, 并逐渐出现清晰的分层现象, 这归因于前膜干涉场的分布不同。该研究对多光谱滤波光膜在飞秒激光作用下的损伤效果提供了参考。     

毫秒激光辐射K9玻璃的激光损伤研究

利用毫秒激光损伤测试平台,通过改变焦距和聚焦位置,研究了K9玻璃前后表面附近的损伤概率和损伤形貌。结果表明,焦平面位于前表面时以热熔损伤为主,焦平面位于后表面时则以应力损伤为主,且尺寸明显大于前表面。建立二维热力学模型并对温度场和热应力场进行计算,结果显示,径向应力和环向应力是导致材料产生应力损伤的主要因素。激光辐照过程中在前表面产生的燃烧波能够增强激光能量耦合效率,是材料前表面产生熔融损伤的原因之一。此外,实验发现,焦距较短时,损伤概率随焦平面与样品表面距离的增大迅速下降,焦距较长时,易在样品前后表面同时产生损伤,这与透镜的焦深有关。