[发明专利]一种非贯通孔的激光加工方法和装置

权利要求书

1.一种非贯通孔的激光加工方法，脉冲激光器发出的脉冲激光束经由打孔光学系统聚焦于工件的待打孔位置实施打孔，脉冲激光器发出打孔激光脉冲时，触发同步延时模块，其经过一定时间延迟后，触发冲击波照相系统对打孔激光脉冲与工件相互作用产生的冲击波进行拍照，照片数据经由图像采集模块输入控制计算机，控制计算机对冲击波照片进行分析处理，参照控制计算机中存储的加工参考数据得到加工孔的实时深度，并判断孔深是否达到要求，进而控制脉冲激光器继续或终止打孔。

2.如权利要求1所述一种非贯通孔的激光加工方法，其特征在于，其实施步骤为：第一步，针对待打孔工件，建立激光冲击波波前扩张半径与孔深度关系的参考数据库，并将其存储于控制计算机中；第二步，在脉冲激光打孔过程中，实时拍摄打孔激光脉冲与工件相互作用产生的冲击波照片，照片数据经由图像采集模块输入控制计算机，控制计算机采用专门的图像识别算法，识别出激光冲击波波前轮廓，得到以孔入口为中心的激光冲击波波前扩张半径，并参照控制计算机中存储的加工参考数据，得到加工孔的实时深度，并判断孔深是否达到要求，进而控制脉冲激光器继续或终止打孔。

3.如权利要求1所述的一种非贯通孔的激光加工方法，其特征在于，冲击波照相系统可采用高速阴影照相法或马赫-曾德尔光学干涉仪照相法对打孔激光脉冲与工件相互作用产生的冲击波进行拍照。

4.如权利要求1所述的一种非贯通孔的激光加工方法，其特征在于，同步延时模块延时触发冲击波照相系统对打孔激光脉冲与工件相互作用产生的冲击波进行拍照，其触发延迟时间的选择要使得冲击波照相系统在拍照时，冲击波已经形成，且尚未消散。

5.如权利要求1所述的一种非贯通孔的激光加工方法，其特征在于，冲击波照相系统中的辅助曝光光源可以采用独立的辅助曝光激光器或从所述打孔脉冲激光器发出的脉冲激光中分光得到。

6.如权利要求2所述的一种非贯通孔的激光加工方法的实施步骤，其特征在于，建立激光冲击波波前扩张半径与孔深度关系的参考数据库时，不同深度孔所对应的激光冲击波波前扩张半径应取多次实验的平均值。

7.一种非贯通孔的激光加工装置，其包括：脉冲激光器，打孔光学系统，同步延时模块，冲击波照相系统，图像采集模块，控制计算机；脉冲激光器发出的脉冲激光束经由打孔光学系统聚焦于工件的待打孔位置实施打孔；脉冲激光器发出激光脉冲时，触发同步延时模块，其经过一定时间延迟后，触发冲击波照相系统；冲击波照相系统对激光脉冲与工件相互作用产生的冲击波进行拍照，照片数据经由图像采集模块输入控制计算机；控制计算机对冲击波照片进行分析处理，并参照控制计算机中存储的加工参考数据，得到加工孔的实时深度；控制计算机判断孔深是否达到要求，并控制激光器继续或终止打孔。

8.如权利要求7所述的一种非贯通孔的激光加工装置，其特征在于，采用高速阴影照相法或马赫-曾德尔光学干涉仪照相法构建冲击波照相系统。

9.如权利要求7所述的一种非贯通孔的激光加工装置，其特征在于，冲击波照相系统中的辅助曝光光源可以采用独立的辅助曝光激光器或从所述打孔脉冲激光器发出的脉冲激光中分光得到。