レーザプラズマ光からの音響等のインプロセス情報の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875137
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 森田 全紀 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00294017)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 好則 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00116089)
• Keywords: 溶接 / レーザ / 音響信号 / 光信号 / インプロセス情報 / ランダム信号

Research Abstract

レーザビーム熱加工の特徴は、電子ビームに比べ、大気圧中で熱加工ができること、不導体の材料加工ができる等の優れた利点を有している。しかしながら、レーザビームは電子ビームに比べて、ビーム焦点深度が極めて浅く、溶接・切断等の加工においては焦点位置の制御が極めて重要な課題になっている。以上の点から、レーザ加工技術のインテリジェント化・自動化・省力化を進めるうえで、加工時のインプロセス情報の解析・解明が不可欠である。本研究ではレーザ加工点から発する音響と、プラズマ光のランダム信号情報を解明し、レーザ加工時の特徴情報を把握することを目的としている。研究実施計画に従って報告する。
1.暗騒音の測定
レーザプラズマ音の測定を行う上で、測定対象外の音、すなわち暗騒音として問題となるのは、機械装置から発生する音で、レーザ発振機やNC制御装置、加工テーブルからのパルスモータ音などがある。また、加工時には加工ノズルから発生するガス噴出音などがある。これら暗騒音について、計測点近傍の暗騒音の実体を調査した。
2.レーザパワーとレーザプラズマ音の相関性
CO_2レーザ加工機2.5(KW)を用いて、レーザプラズマ音及びレーザプラズマ光が、レーザパワー、加工材の材質、加工シールドガスの種類・流量、加工レンズの焦点位置など各種パラメータとどのような相関関係にあるのかを主に精密騒音計で調べた。