[发明专利]一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法及系统，包括：至少获取加工点对称两侧的振动信号；基于加工点对称两侧的所述振动信号的振幅强度变化，判断多层结构的激光穿孔的完成度。本发明将加工过程中机械行为产生的声音信号作为探测器的检测信号，无需引入外置检测源信号，实现对穿孔过程的实时监测，并且真实的反映整个加工过程。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法及系统。

背景技术

激光穿孔加工是激光加工技术中常见的加工方式，可应用的被加工对象非常广泛，例如精细的小尺寸工件和大尺寸工件的特殊部位等等。激光穿孔加工过程中，由于工件材料内部的厚度和纯度差异，最大的难点在于无法通过恒定能量来计算穿孔时间，未打穿或者过打穿不仅意味着加工成本的浪费，而且还会给工件整体带来较大的损伤。

目前常见的激光穿孔检测方法有激光光强检测法、气体检测法等等，这些检测方法均需要在激光加工头外部附置检测装置，使得在面向不同结构的被加工件时表现出较大的局限性。尤其是多层结构的工件，因为检测装置无法放置在工件内部层间的空隙，这时的穿孔加工等同于盲加工，这对加工成本和工件成本都带来了不可预估的损耗风险，因此对多层复杂结构工件的穿孔加工检测是激光穿孔加工技术中急需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法及系统，有效的降低加工时间成本和经济成本，简化检测过程，是一种高实时性的穿孔检测方法。

一方面为实现上述目的，本发明提供了一种用于多层结构的激光穿孔实时检测方法，包括：

设置振动信号采集点，所述采集点以加工点为中心，在所述加工点两侧对称分布，基于所述采集点采集振动信号；

基于加工点对称两侧的所述振动信号的振幅强度变化，判断多层结构的激光穿孔的完成度；

所述多层结构的激光穿孔的完成度包括：所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工未完成、所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工完成、所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工完成并进入下一层加工。

可选地，判断多层结构的激光穿孔的完成度包括：

获取的加工点对称两侧的所述振动信号为第一状态时，则判定所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工未完成；

获取的加工点对称两侧的所述振动信号为第二状态时，则判定所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工完成；

获取的加工点对称两侧的所述振动信号为第三状态时，则判定所述多层结构中的加工层的激光穿孔加工完成，并进入下一层加工。

可选地，所述第一状态包括：第四状态和第五状态；

所述第四状态为：加工点对称两侧的所述振动信号的振幅强度均高于预设强度，且振幅均为连续状态；

所述第五状态为：加工点对称两侧的所述振动信号在完成所述第四状态后，并在保持第一预设时间之后，其中一侧的所述振动信号的振幅高于所述预设强度，且振幅为连续状态，而另一侧的所述振动信号的振幅强度仍然保持所述预设强度。

可选地，所述第二状态为：加工点对称两侧的所述振动信号在完成所述第四状态后，并在保持第二预设时间后，振幅强度降低并保持所述预设强度。

可选地，所述第三状态为：加工点对称两侧的所述振动信号在完成所述第二状态后，加工点对称两侧的所述振动信号均又增强并高于所述预设强度，且振幅为连续状态。

另一方面为实现上述目的，本发明还提供了一种用于多层结构的激光穿孔实时检测系统，应用如上所述的检测方法，包括：信号采集模块、传输模块和检测模块；

所述信号采集模块，用于采集加工点的振动信号；