Real-time adaptive control of ultra-fast laser scribing process with spectrometer online monitoring

There exist several researches and applications about laser welding monitoring and parameter control but not a single one have been created for controlling of laser scribing processes. Laser scribing is considered to be very fast and accurate process and thus it would be necessary to develop accurate turning and monitoring system for such a process. This research focuses on finding out whether it would be possible to develop real-time adaptive control for ultra-fast laser scribing processes utilizing spectrometer online monitoring. The thesis accurately presents how control code for laser parameter tuning is developed using National Instrument's LabVIEW and how spectrometer is being utilized in online monitoring. Results are based on behavior of the control code and accuracy of the spectrometer monitoring when scribing different steel materials. Finally control code success is being evaluated and possible development ideas for future are presented.

Laserhitsauksesta on olemassa useita tutkimuksia ja sovelluksia mutta laserkaiverruksen ohjaukseen ei ole tehty yhtäkään. Laserkaiverrus yleisesti on erittäin nopea ja tarkka prosessi ja siksi siihen on tärkeää kehittää tarkka säätävä monitorointisysteemi. Tutkimus keskittyy selvittämään, onko reaaliaikaisen mukautuvan ohjelman kehittäminen mahdollista ultranopeaan laserkaiverrusprosessiin hyödyntäen spektrometrimonitorointia. Tutkimus selittää tarkasti, kuinka mukautuva ohjaus kehitetään laserin käyttöön käyttäen National Instrument:n LabVIEW:tä, ja kuinka spektrometriä hyödynnetään reaaliaikamonitoroinnissa. Tulokset ja niiden tarkkuus pohjautuvat metallikaiverrustutkimuksiin laserin kontrollointiin kehitetyllä ohjelmalla ja spektrometrimonitoroinnilla. Lopuksi laserkontrolliohjelman onnistumista arvioidaan ja mahdollisia tulevaisuuden parannuksia esitetään.