RU2371704C1 - Устройство для контроля лазерных технологических процессов - Google Patents
Устройство для контроля лазерных технологических процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371704C1 RU2371704C1 RU2008130836/28A RU2008130836A RU2371704C1 RU 2371704 C1 RU2371704 C1 RU 2371704C1 RU 2008130836/28 A RU2008130836/28 A RU 2008130836/28A RU 2008130836 A RU2008130836 A RU 2008130836A RU 2371704 C1 RU2371704 C1 RU 2371704C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- video camera
- scanning
- narrow
- image
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003913 materials processing Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0846—Optical arrangements having multiple detectors for performing different types of detection, e.g. using radiometry and reflectometry channels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J2005/0077—Imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Устройство для контроля лазерных технологических процессов содержит лазер со сканирующей и фокусирующей системой, узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр, работающий в области от 1,1 до 2,5 мкм, и две видеокамеры. Одна видеокамера регистрирует изображение области обработки в спектральной области длин волн от 400 до 950 нм. Дополнительная видеокамера регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля и управления технологическими процессами с применением лазеров, как-то сварки, селективной наплавки и селективного спекания-плавления, в том числе с использованием гальваносканеров.
Известно устройство для контроля лазерных технологических процессов [1], содержащее видеокамеру с объективом.
Недостатком данного устройства является ограниченное число измеряемых параметров технологического процесса.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для контроля лазерных технологических процессов [2], содержащее видеокамеру с объективом и фотодиод, оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера. Недостатком данного устройства является ограниченное число измеряемых параметров технологического процесса.
Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройство для контроля лазерных технологических процессов, содержащее лазер со сканирующей и фокусирующей системой, видеокамеру и фотодиод, оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера, дополнительно введены узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр и видеокамера, которые оптически связаны со сканирующей и фокусирующей системой лазера, а видеокамера выполнена с возможностью регистрации изображений на двух длинах волн.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства для контроля лазерных технологических процессов.
Предлагаемое устройство содержит лазер (на схеме не показан), пучок 1 с которого через телескоп 2 и дихроичные зеркала 3, 4 связан со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Дихроичное зеркало 6 и объектив 7 оптически связывают видеокамеру 6 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Дихроичное зеркало 9, объектив 10, узкополосный диодный лазер 11, фильтры 12 и 13, объективы 14 и 15 связывают видеокамеру 16 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Отсекающий лазерное излучение фильтр 17, дихроичное зеркало 18 и объектив 19 связывают пирометр 20 со сканирующей и фокусирующей системой лазера в виде сканирующей головки с объективом 5. Сменный фильтр 21 регистрирует изображение области обработки.
Устройство работает следующим образом. Пучок лазера 1 с помощью телескопа 2, сканирующей и фокусирующей системы лазера 5 фокусируется на поверхность обрабатываемого образца. Объективы 7, 14, 15 совместно со сканирующей и фокусирующей системой лазера 5 и дихроичными зеркалами 6, 9 строят изображения области обработки плоскости матриц видеокамер 8, 16. Причем с помощью дихроичного зеркала 6 и сменных фильтров 21 видеокамера 8 регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера, а видеокамера 16 регистрирует изображение в спектральной области выделяемой фильтрами 12, 13 полосы длин волн от 400 до 950 нм. Пирометр спектрального отношения 20 работает в области от 1,1 до 2,5 мкм, определяемой дихроичными зеркалами 3 и 18. Изображения с видеокамер 8 и 16 обрабатываются на компьютере в режиме реального времени. Помимо общей картины области обработки в свете узкой полосы диодного лазера с высоким пространственным и временным разрешением примерно 5 мкм, 10 мкс и полей интенсивности свечения поверхности в области обработки определяется поле яркостных температур на поверхности образца и максимальная цветовая температура, а также распределение воздействующего лазерного излучения в пятне облучения. Наличие у видеокамер затворов позволяет выбирать момент начала и длительность регистрации и таким образом фиксировать параметры нужной стадии технологического процесса.
Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает существенное расширение возможностей устройства для контроля лазерных технологических процессов.
Список литературы
1. I.Boeske, E.W.Kreutz et al. // Proceedings of Int. Conf. "Laser Technologies in Welding and Materials Processing", Katsiveli, Ukraine. P.217-221. 2003.
2. J.-P.Kruth, J.Duflou et al. // Proceedings of the 5th LANE 2007. V.1. P.23-30. Erlangen. Germany.
Claims (1)
- Устройство для контроля лазерных технологических процессов, содержащее лазер со сканирующей и фокусирующей системой, видеокамеру, регистрирующую изображение области обработки в спектральной области длин волн от 400 до 950 нм, а также оптически связанные со сканирующей и фокусирующей системой лазера узкополосный диодный лазер, двухканальный оптический пирометр, работающий в области от 1,1 до 2,5 мкм, и дополнительную видеокамеру, которая с помощью дихроичного зеркала и сменных фильтров регистрирует изображение области обработки либо на длине волны лазера, либо на длине волны узкополосного диодного лазера.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130836/28A RU2371704C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Устройство для контроля лазерных технологических процессов |
| EP09166488A EP2147738A1 (fr) | 2008-07-25 | 2009-07-27 | Système de mesure et de contrôle pour un appareil d'usinage d'une pièce utilisant un laser employant une mesure pontuelle de la tempörature et une mesure bidimensionelle du rayonnement thermique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130836/28A RU2371704C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Устройство для контроля лазерных технологических процессов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2371704C1 true RU2371704C1 (ru) | 2009-10-27 |
Family
ID=41256088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008130836/28A RU2371704C1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Устройство для контроля лазерных технологических процессов |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2147738A1 (ru) |
| RU (1) | RU2371704C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460992C2 (ru) * | 2010-03-02 | 2012-09-10 | Юрий Александрович Чивель | Способ измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| RU2466363C2 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-11-10 | Юрий Александрович Чивель | Устройство для измерения температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения |
| WO2013038263A2 (ru) | 2011-09-13 | 2013-03-21 | Chivel Yury Aleksandrovich | Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| WO2015121730A1 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Способ и устройство оптического мониторинга процесса спекания объемных изделий из порошков |
| US10081075B2 (en) | 2011-01-05 | 2018-09-25 | Yuki Engineering System Co. Ltd. | Beam processor |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0816308D0 (en) | 2008-09-05 | 2008-10-15 | Mtt Technologies Ltd | Optical module |
| GB201316815D0 (en) | 2013-09-23 | 2013-11-06 | Renishaw Plc | Additive manufacturing apparatus and method |
| JP2019504182A (ja) | 2015-11-16 | 2019-02-14 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | アディティブ製造装置のためのモジュールおよび方法 |
| CN108788153A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-13 | 西安空天能源动力智能制造研究院有限公司 | 一种激光选区熔化加工过程实时质量监控装置及方法 |
| WO2020127123A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Etxe-Tar, S.A. | Method of processing an object with a light beam, and processing system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU548358B2 (en) * | 1980-12-11 | 1985-12-05 | Commonwealth Of Australia, The | I.r.radiation pyrometer |
| US5225883A (en) * | 1991-06-05 | 1993-07-06 | The Babcock & Wilcox Company | Video temperature monitor |
| JP3162254B2 (ja) * | 1995-01-17 | 2001-04-25 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP2616576B2 (ja) * | 1995-05-30 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | レーザ加工装置 |
| DE19853733C1 (de) * | 1998-11-23 | 2000-02-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur lokal gezielten Wärmebehandlung von Werkstückoberflächen |
| US6459951B1 (en) * | 1999-09-10 | 2002-10-01 | Sandia Corporation | Direct laser additive fabrication system with image feedback control |
| ATE466720T1 (de) | 2006-06-20 | 2010-05-15 | Univ Leuven Kath | Verfahren und vorrichtung zur in-situ-überwachung und rückkopplungssteuerung selektiver laserpulverbearbeitung |
-
2008
- 2008-07-25 RU RU2008130836/28A patent/RU2371704C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-07-27 EP EP09166488A patent/EP2147738A1/fr not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KRUTH J. и др. «On-line monitoring and process control in selective laser melting and laser cutting», proceedings of the 5 тн LANE 2007. Erlangen, Germany. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460992C2 (ru) * | 2010-03-02 | 2012-09-10 | Юрий Александрович Чивель | Способ измерения яркостной и цветовой температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| US10081075B2 (en) | 2011-01-05 | 2018-09-25 | Yuki Engineering System Co. Ltd. | Beam processor |
| RU2466363C2 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-11-10 | Юрий Александрович Чивель | Устройство для измерения температуры поверхности в области воздействия лазерного излучения |
| WO2013038263A2 (ru) | 2011-09-13 | 2013-03-21 | Chivel Yury Aleksandrovich | Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| WO2013038263A3 (ru) * | 2011-09-13 | 2013-06-13 | Chivel Yury | Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| RU2520944C2 (ru) * | 2011-09-13 | 2014-06-27 | Юрий Александрович Чивель | Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления |
| WO2015121730A1 (ru) * | 2014-02-14 | 2015-08-20 | Юрий Александрович ЧИВЕЛЬ | Способ и устройство оптического мониторинга процесса спекания объемных изделий из порошков |
| RU2595072C2 (ru) * | 2014-02-14 | 2016-08-20 | Юрий Александрович Чивель | Способ управления процессом селективного лазерного спекания объемного изделия из порошков и устройство для его осуществления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2147738A1 (fr) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2371704C1 (ru) | Устройство для контроля лазерных технологических процессов | |
| Lu et al. | Compressed ultrafast spectral-temporal photography | |
| WO2019232875A1 (zh) | 基于时空聚焦的宽视场层析超光谱显微成像方法及装置 | |
| JP7424286B2 (ja) | 蛍光観察装置及び蛍光観察方法 | |
| US7583380B2 (en) | Spectroscopic analysis apparatus and method with excitation system and focus monitoring system | |
| JP6180620B2 (ja) | カメラモニタ付レーザ加工ヘッド装置 | |
| JP5094719B2 (ja) | 脱毛システム及び方法 | |
| US11294165B2 (en) | Modular, electro-optical device for increasing the imaging field of view using time-sequential capture | |
| JP2006512575A (ja) | 分析装置および分析方法 | |
| RU95116247A (ru) | Устройство и способ для манипулирования, воздействия и наблюдения за маленькими частицами, в особенности биологическими частицами | |
| WO2011162787A1 (en) | Systems and methods providing efficient detection of back-scattered illumination in modulation transfer microscopy or micro-spectroscopy | |
| JP2009527953A (ja) | 光多重化撮像システムおよび操作方法 | |
| JP2004508869A5 (ru) | ||
| GB2577727A (en) | Method and apparatus for terahertz or microwave imaging | |
| CN112033538B (zh) | 一种基于光谱-时间映射的超快成像装置 | |
| Sterba et al. | Basic laser tweezers | |
| JP3952499B2 (ja) | 共焦点スキャナ顕微鏡 | |
| US11953440B2 (en) | Method and apparatus for simultaneous nonlinear excitation and detection of different chromophores across a wide spectral range using ultra-broadband light pulses and time-resolved detection | |
| US11016023B1 (en) | Far-infrared spectroscopic device and far-infrared spectroscopic method | |
| JP2002501215A (ja) | 複数の走査ビームを有する共焦点顕微鏡 | |
| CN106645097A (zh) | 一种用于激光探针成分分析仪的光路*** | |
| CN109065209B (zh) | 一种基于空心光束的双模输出光镊 | |
| JPH03159661A (ja) | 医療装置用レーザ発生装置 | |
| KR20130121224A (ko) | 고속 영상 촬영 장치 및 그 방법 | |
| Ordóñez et al. | Single-pixel fluorescence microscopy with optical sectioning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110726 |