本技术涉及激光材料加工技术,提供一种同步监测羽辉视觉信号和微粒信号的新方法及其配套装置。该方法及装置能够精确观测待加工材料的加工区域,实现高效加工过程监控。
背景技术
高功率光纤激光加工技术相较于传统的激光加工技术,展现出了光束质量卓越、能量密度高以及电光转换效率高等显著优势。将光纤激光技术与智能化制造相结合,能够推动实现更高效、精确且灵活的生产方式,为制造业注入更多创新活力与发展机遇。
在激光加工过程中,羽辉作为波长1微米量级激光加工中最直观的物理现象之一,表现为匙孔上方的炙热发光体,由液态微粒和高温气体共同构成。羽辉的动态行为与激光加工过程紧密相连,是光纤激光加工中最为直观的外在表现。通过观察羽辉的动态行为,我们可以对加工过程进行实时质量监测,这为光纤激光加工的智能化奠定了坚实的基础。
目前,针对羽辉的监测手段主要包括视觉信号、声信号、光信号以及电信号等。在羽辉研究方面,形态观测、温度诊断以及羽辉对加工过程的影响等方面均取得了显著进展。然而,在复杂的工业环境中,羽辉的动态行为容易受到强光、保护气流、噪音等外部因素的干扰,从而影响信号收集的质量,甚至导致信号失真。
尽管羽辉中的微粒作为其主要组成部分,相对不易受上述因素干扰,但羽辉的发光主要来自其气态部分。此外,羽辉中微粒的直径范围在若干纳米至若干微米之间,这使得通过高速摄像实现微粒尺寸或运动速度的原位测量变得异常困难。因此,目前尚未建立起基于羽辉中微粒信号来表征羽辉动态行为的方法,即微粒信号与羽辉视觉信号之间的联系尚未明确。
为了克服这些局限性,本发明提出了一种创新的多信号同步观测方法,该方法将羽辉中的微粒信号与羽辉的视觉信号相结合。这种方法不仅能够将微粒信号与羽辉图像进行精确对应,从而更准确地表征羽辉的动态行为;还能够结合两者的优势,获取更加全面、真实的羽辉信号,进而为激光智能加工过程的监测提供有力支持。
实现思路