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激光切割质量检测技术探讨

导读: 激光加工技术是融合了光、机、电、材料加工及检测等学科的复合型先进制造技术。

  激光加工技术是融合了光、机、电、材料加工及检测等学科的复合型先进制造技术。它与现代数控技术相结合构成的高效自动化加工设备,可以突破许多传统制造方法无法实现的技术瓶颈,在能源、交通运输、钢铁冶金、船舶与汽车制造、电子电气工业、航空航天等国民经济支柱产业发挥了不可替代的作用。

  目前,汽车、船舶、航空、航天、钢铁、能源设备等行业急需激光切割设备,特别是高端设备,所以提高我国激光切割设备制造水平十分重要。它既可以满足国内市场需求,打破国外在该领域的技术垄断,又可以促进我国激光切割技术的进步。实现更高速度、高精度、智能化激光切割将是数控激光切割技术发展的目标。

  激光切割机的使用已经走进千家万户,但是其质量有的时候也让人毋庸置疑,现在是和科技发展飞速的时代,那么如何辨别其质量呢?

  激光切割机质量受到各种因素的综合影响,为了获得理想的切割质量,各个切割参数被限制在一个狭窄的范围内,目前仍只能靠反复的实验来摸索不同条件下合理的切割参数,不仅费时费力,而且无法对切割过程中的扰动因素作出响应。如何在不同的切割条件下迅速寻找到最优的切割参数并使之在切割过程保持稳定显得尤为重要。因此,有必在研究对激光切割质量进行在线检测并实时控制的方法。

  高质量激光切割最主要的指标就是无切割缺陷且切割面粗糙度值小,所以实时检测的目标应能识别切割缺陷并能检测到反映切割面粗糙度的信息,其中以获得粗糙度的信息最重要,难度也最大。

  在对切割面粗糙度检测方面,重要的研究成果就是发现切割前沿光辐射信号脉动频谱的主频等于切割面切割条纹的频率,而切割条纹的频率与粗糙度相关,这样用光电管检测到的辐射信号就与切割面粗糙度联系起来。这种方法的特点是检测设备和信号处理系统较简单,检测和处理的速度快,但该方法的不足之处是:

  进一步研究表明,切割前沿光辐射信号主频与切割面上部条纹频率的一致性仅限于较小切割速度的范围内,当大于一定的切割速度时,信号主频消失,已找不到与上训切割条纹相关的任何信息。

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