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闻声识光：声学监测赋能激光加工精准控制
发布时间：
2025-09-05 17:01:02
作者：
管理员
通过捕捉激光加工过程中的声发射信号，弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所（IWS）正在开发可实时评估激光工艺的声学监测方案。该技术旨在实现经济高效的稳健过程控制，通过系统分析加工过程中的声发射特征即时识别异常。在2025年慕尼黑激光世界光子展上，这家德累斯顿研究机构首次展示了成熟的监测模块。与此同时，其研究团队正致力于开发适用于激光焊接与切割等场景的延伸应用方案。
贴近工业的解决方案
激光微加工领域的质量检测往往耗时费力且存在延迟。面对微米/亚微米尺度的精密结构，通常需借助复杂显微镜系统才能完成评估。弗劳恩霍夫IWS的新型声学监测模块提供了贴近工业现场的解决方案：通过分析加工过程中产生的声发射信号，在无需停机取件的情况下即时评估加工质量并可视化异常特征。
声学数据流：实时工艺评估
该系统采用工业级半导体麦克风采集声发射信号，通过本地处理单元和经实际质量数据训练的神经网络进行分析。声学信号被分解至频域后提取振幅、时长及脉冲形态等特征参数，经由人工智能技术对工艺状态进行可靠分类（如稳定、偏差或故障）。整个反馈过程实时完成且无需额外传感器。
异物、错位与不均匀烧蚀现形记
据研究所介绍，该技术的突出特点是可生成"声学成像图"。系统基于声发射信号的空间分布构建结构化表面的二维图像，这种声学图像虽不同于传统表面扫描结果，但仅凭工艺数据就能实现无附加检测的缺陷可视化。异物污染、定位偏差或不均匀烧蚀等瑕疵一目了然，并支持全程记录。"我们致力于开发能直接在设备端实现质量评估的方案，省去取样送检环节。"弗劳恩霍夫IWS系统技术与传感课题组组长Tobias Steege表示，"声学分析虽不能完全替代传统显微测量，但能为每个零部件提供经济可靠的流程控制。"
轻量化集成与经济性运营
该监测模块采用工业级即插即用设计，配备标准化以太网接口（TCP/IP、REST），无需外接云端服务即可与常见设备控制系统对接。模块化架构与半导体元件的运用，使其综合成本显著低于传统声学监测系统。据称这种设计可使中小规模量产也获得精确、在线且经济的过程控制能力。
开箱即用
"系统采用即装即用的设计理念：无需专用硬件或外部数据线，通过网络接口即可连接现有设备。"Steege补充道，"我们的优势在于将贴近过程的传感技术与面向工业场景的智能软件设计相结合。"
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