CO2激光切割质量的视觉检测(Ⅰ)切割缺陷的同轴视觉检测

研制了基于同轴视觉的CO2激光切割质量监测系统,获得了切割前沿的视觉图像,成功提取了切割缺陷的特征信号.结果表明过烧缺陷的特征是图像中切割前沿上缘和下缘波动发生向上跳变,而挂渣缺陷的图像特征是仅下缘波动发生向上跳变.     

激光切割过程火花簇射行为的研究

建立了激光切割过程视觉检测系统，通过实验方法研究了火花簇射行为与最佳切割速度之间的关系。通过不同功率、不同板厚条件下的变速实验，发现在无缺陷切割区，最佳切割速度对应的火花簇射特征信号为：火花簇射角度垂直向下;出口处亮度最高;各亮度带像素数达到最大值。     

CO2激光切割质量的视觉检测(Ⅲ)切割面粗糙度的同轴视觉检测

利用激光切割同轴视觉检测系统,获得了火花簇射的同轴视觉图像.证明该图像和侧面视觉图像一样,可以提取反映切割面粗糙度的特征信号在无缺陷区域,随着切割速度的变化,火花簇射同轴视觉图像不同亮度带像素数的极大值对应于最低的切割面近下缘粗糙度.     

光束偏振性对切割质量影响的研究

针对光束偏振态对切割质量的影响进行了实验探究。实验中,分别采用线偏振CO2激光和圆偏振CO2激光对6 mm低碳钢板进行切割,结果表明,使用线偏振光切割时,光束在不同切割方向上产生的切缝宽度不同,挂渣程度也不一样。而采用圆偏振光切割时,切缝宽度一致性良好,且无明显挂渣现象。从光能的吸收和反射两个方面解释了产生这种现象的原因。给出了在激光切割时,为了获得良好的切割效果应采取的措施。     

激光切割中入射角对切割质量的影响

研究了激光入射角对薄板切割质量的影响 ,结果表明 ,在一定条件下 ,激光束不垂直工件表面时 ,仍可以获得切缝细、挂渣少的切割效果。同时切割头的运动方向在激光束不垂直于被加工表面时 ,对切割质量也有显著影响。给出了在三维激光切割时 ,由于干涉等原因无法保证激光束垂直入射时 ,为得到好的切割质量应采取的措施     

激光切割1Cr18Ni9Ti不锈钢管材挂渣和飞渣的研究

研究了激光无氧切割不锈钢管材所形成挂渣的组织、成分和飞渣的形态。结果表明挂渣依托于基材,其组织为不同生长方向而交错形成的枝晶组织,且成分不同;挂渣的原因在于材料含有大量高表面张力的合金元素;飞行距离不同导致飞渣形貌由相互连接的薄饼状逐渐过渡到单个的类似球状的颗粒。     

光纤激光精密切割系统的研制及其应用

采用光纤激光器作为光源,配合自行设计的光学系统和控制系统,研制开发了光纤激光精密切割系统。该系统具有精度高、速度快、性能稳定等优点。并初步探讨了该系统在电子行业的一些应用,研究了手机面板和线路网板的切割工艺。通过优化输出功率、脉冲频率、脉冲宽度和辅助气压等参数,切割的手机面板和线路网板具有线条平滑、均匀、不挂渣等特点。     

光纤激光切割铝合金薄板工艺特性研究

为了探究光纤激光切割铝合金的工艺特性,开展了光纤激光切割2mm厚度AA6061铝合金工艺实验,系统研究了激光功率、切割速度、辅助气压等工艺参数对切割质量的影响规律。在优化工艺参数条件下可以获得根部挂渣小于0.1mm、切面粗糙度小于3μm,且拼合后无肉眼可见间隙的切缝。当激光功率为3.0kW时,光纤激光获得优质切缝的切割速度可达9m/min。结果表明,增大激光功率至3.0kW,提高切割速度至6m/min,升高喷嘴间距至0.5mm或增加辅助气压至1.1MPa后,挂渣量降至0.1mm以下,最小为20μm。当切缝表面粗糙度通常约为3μm,可得到的最小热影响区宽度为10μm。最后,基于线性回归法建立的数学模型,模型预测值和实测值吻合良好。     

激光切割质量的在线评价方法

在工艺实验的基础上,建立了切割面分层理论模型.实验研究和模型分析均表明:切割面近下缘处是切割质量的最薄弱环节,此处粗糙度最高,切割前沿在下缘处的温度是决定下缘质量的主要因素.提出以近下缘粗糙度作为切割质量评价和检测的主要指标,建立了火花簇射的视觉检测系统,从侧面研究了切割过程中的火花簇射行为,发现火花簇射视觉图像特征与切割速度以及切割面近下缘粗糙度之间具有良好的对应关系:随着切割速度的变化,最高的火花簇射出口温度(亮度)对应于最低的切割面近下缘粗糙度,此时的切割速度为该工艺条件下的最佳切割速度,从而实现了对切割面下缘质量的在线检测.     

22SiMn2TiB装甲钢激光切割试验研究

针对切割后的板料表侧面质量差,拼焊时因两板间隙产生挂渣、过烧和熔滴等问题,对5mm厚的22SiMn2TiB装甲钢进行了激光切割实验研究,讨论了激光功率、切割速度、离焦量、喷嘴孔径和辅助气体压力等5个工艺参数对切割后板料表侧面质量影响的规律。实验结果表明:激光切割22SiMn2TiB装甲钢时,调整上述5个工艺参数在合理范围内时,未产生挂渣、过烧和熔滴等缺陷。最后通过工艺优化得到了激光切割22SiMn2TiB装甲钢最佳工艺参数为切割速度2 000mm/min、激光功率2 200 W、离焦量1mm、喷嘴孔径1.5mm、辅助气体压力0.15 MPa。     

国外激光切割实时监测技术的最新进展

近年来,国外对激光切割实时监测技术进行了大量的研究,多数采用在切割前沿的正上方采集其近红外辐射信号的监测方法.详细介绍了几种较为典型的实时监测方法及其研究成果,并按工业化应用的要求分析了各自的利弊.     

UV激光切割覆盖膜炭化问题影响因素研究

采用一种新颖的技术即在光路中首次使用光束整形器切割覆盖膜,明显的减轻了炭化现象。研究了激光切割工艺参数,抽风系统,激光器和切割材料对切割覆盖膜炭化的影响。研究表明:快的切割速度,高的激光频率,低的激光功率,可以减轻炭化。改进抽风系统,不同的激光器和切割材料,可以减轻炭化。本文研究的炭化影响因素为实际应用提供了理论和实验依据。     

A performance analysis of an all-optical clock extraction circuitbased on Fabry-Perot filter

A performance analysis of an optical clock extraction circuit based on a Fabry-Perot filter (FPF) is presented. Two analytical methods, time-domain and frequency-domain analysis, are developed in this paper. Time-domain analysis shows that there is no phase jitter in the extracted optical clock if the free spectral range (FSR) of the FPF is exactly equal to the signal clock frequency. Based on this, we obtain an analytical expression for root mean square (rms) amplitude jitter of the extracted optical clock in time domain, in which we have taken the impacts of carrier frequency drift and carrier phase noise into account. When the FSR of the FPF deviates from the signal clock frequency, both phase jitter and amplitude jitter will occur in the extracted optical clock. In this situation, a more general frequency-domain method is developed to deal with the timing performance under the assumption that carrier phase noise is negligible. This method allows us to calculate both rms phase jitter and rms amplitude jitter of the extracted optical clock. Using the developed two methods, we present a detailed numerical investigation on the impacts of finesse of the FPF, carrier frequency drift, resonator detuning, carrier phase noise, and optical pulse chirp on the timing performance. Finally, the application of this circuit in multiwavelength clock recovery is discussed     

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)。     

激光在线膏药切片系统

膏药在上膜之后、包装之前必须经过切割加工成一定规格的小片。传统的膏药切片工艺是采用刀片对由步进电机控制的条状、长幅面的膏药进行机械式切割。这样不仅速度低、精度不高而且生产效率低。为保证膏药切片的合格率 ,提高生产效率 ,我们采用先进激光加工技术和控制、计算机技术相结合 ,研制了一种新型切割系统%D%D激光在线膏药切片系统。与传统机械式切割相比 ,该系统具有连续、稳定、精度高、非接触等一系列特点 ,并成功地将生产效率提高了 8倍。本系统是激光切割技术在医用橡胶膏剂领域的又一成功应用 ,具有极强的实用价值和良好应用前景。     

手机按键面板光纤激光切割工艺研究

采用光纤激光精密切割系统,进行了手机金属按键面板的切割实验,研究了输出功率、切割速度、重复频率、脉冲宽度、辅助气体及气压等参数对手机金属按键面板切割质量的影响.通过试验和分析,获得了最佳工艺参数.采用激光器的输出功率为25 W、重复频率为1 800 Hz和脉冲宽度为0.3 ms,辅助气体O2压为0.25 MPa,扫描速度为8 mm/s,切割出高质量的手机按键面板.     

A method for detection of signals using frequency-domain adaptive filter

The detection performance of the frequency-domain adaptive filter is compared with the time-domain one. Comparisons are based on the computer digital simulation with a sinusoidal signal and white Gauss noise. The performance of the frequency and time-domain adaptive filters are shown to be the same for an unknown frequency signal, but for the detection of known frequency the frequency-domain adaptive filter length is much shorter to get the same detection probability.     

一种频域自适应滤波器的信号检测方法

近年来自适应滤波器已被用于信号处理。自适应滤波器与傅里叶变换组合在一起可以用来进行信号检测。把时域自适应滤波器的权进行傅里叶变换后可以做出信号和噪声的谱特性的估计。图1就是一个自适应线增强器与DFT联用的结构框图。同样这样的谱估值问题也可以在频域中进行。图2给出一个频域自适应滤波器的示意图。     

半导体激光切割碳钢板方法研究

采用500 W半导体激光对碳钢板材进行切割实验。为了提高切割能力，针对半导体激光光束发散角较大的特点，以及碳钢板材的激光切割工艺特性，对切割头的光学系统进行改进，并进行比较实验。结果显示，适当增加光斑尺寸，焦深延长，可一定程度上加强半导体激光对于3 mm以上碳钢板的切割能力，将切割厚度拓展到6 mm。在此条件下，切割速度有所下降。但在3～6 mm厚度范围内切割效率同500 W光纤激光器切割效率相近。