Visi-Pemantauan Masa Nyata-Berasaskan dalam Kimpalan Laser

Pemantauan proses masa-sebenar adalah penting untuk memastikan kualiti kimpalan dalam kimpalan laser. Penderiaan berasaskan penglihatan-, sebagai kaedah pemantauan bukan-kenalan, telah menjadi salah satu teknik yang paling banyak diterima pakai. Dengan menangkap isyarat optik dari zon kimpalan, sistem penglihatan membolehkan pengendali memerhati dinamik kolam kimpalan dan gelagat lubang kunci, menyediakan data berharga untuk penilaian kualiti dan kawalan proses.

Dalamkimpalan laser, sistem pemantauan proses masa sebenar-terutamanya dikelaskan kepada dua konfigurasi berdasarkan sudut pemerolehan isyarat optik: di luar-paksi dan sepaksi.

• Matikan-Pemantauan Paksi:Menangkap isyarat proses dari atas atau dari sisi kolam kimpalan pada sudut tertentu berbanding dengan pancaran laser.
• Pemantauan sepaksi:Mengekstrak isyarat pengimejan terus dari atas kolam kimpalan dan lubang kunci, sejajar dengan paksi pancaran laser.

Tambahan pula, berdasarkan sumber pencahayaan, penderiaan visual boleh dikategorikan kepada sistem aktif dan pasif. Sistem aktif menggunakan sumber cahaya tambahan untuk-paksi atau pencahayaan sepaksi bagi kolam cair dan lubang kunci. Sebaliknya, sistem pasif bergantung pada sinaran semula jadi yang dipancarkan oleh plasma atau sinaran haba daripada logam cecair dalam kolam lebur sebagai isyarat pengimejan.

Dalam-penderiaan penglihatan paksi, kedudukan dan pemasangan penderia adalah agak mudah dan mudah, dan laluan optik untuk pemerolehan imej adalah mudah. Pencahayaan luar paksi-konvensional juga mudah dilaksanakan. Walau bagaimanapun, konfigurasi ini mempunyai kelemahan yang ketara: ia tidak dapat menangkap geometri satah lubang kunci dengan jelas. Selain itu, menampung penderia penglihatan-luar paksi dan lekapan pelekapnya memerlukan sejumlah besar ruang fizikal di sekeliling kepala kimpalan.

Penderia penglihatan sepaksi mengatasi kekangan ruang dengan melihat terus ke dalam lubang kunci dari atas terus. Dengan memproses imej sepaksi yang ditangkap bagi kolam lebur dan lubang kunci, sistem boleh memantau dan menilai-status masa sebenar proses kimpalan. Berbanding dengan-penderia paksi, konfigurasi sepaksi menawarkan kelebihan ketara, termasuk struktur padat, keperluan ruang minimum dan penyepaduan lancar dengan kanta pemfokusan laser.

Namun begitu, mengasingkan dan mengekstrak isyarat pengimejan sepaksi daripada pancaran laser-kuasa tinggi kekal sebagai cabaran teknikal utama.

Mujurlah, kemajuan dalam pembuatan komponen optik telah menangani kesesakan ini dengan berkesan:

Untuk Laser Keadaan -Pepejal Panjang Gelombang{1}}Pendek (cth, Nd:YAG atau Laser Gentian):

Pembahagi rasuk biasanya disepadukan ke dalam laluan optik laser. Ini membolehkan isyarat optik yang memantul dari kolam lebur dipesongkan atau ditapis ke dalam sensor kamera, mencapai pemisahan bersih daripada pancaran laser utama.

Untuk Laser{0}}Panjang Gelombang Panjang (cth, Laser CO₂):

Isyarat pengimejan dari kolam lebur secara tradisinya diekstrak dengan mengikis atau memfokuskan cahaya melalui lubang-mikro pada cermin pusing untuk memantau variasi dalam kedalaman lubang kunci. Walau bagaimanapun, kaedah ini mempunyai batasan yang wujud, kerana ketepatan keputusan sangat dipengaruhi oleh keadaan kimpalan yang berubah-ubah dan gangguan plasma.