[发明专利]一种基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置及方法

权利要求书

1.一种基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，激光器(2)发出的激光束经过半透镜(4)分成两束，一束激光辐照到第一光敏传感器(6)上，接收到激光束的光信号后，第一光敏传感器(6)的电信号变化，该电信号传递给控制器(9)，控制器(9)控制电压阀门(10)的开闭；另一束激光通过聚焦透镜(3)聚焦后辐照在工件(15)上，工件(15)下方设置有第二光敏传感器(13)；第二光敏传感器(13)接收到激光束的光信号后，第二光敏传感器(13)的电信号变化，该电信号传递给控制器(9)，控制器(9)控制电压阀门(10)的开闭；所述电压阀门(10)控制储气仓(7)的开闭。

2.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述半透镜(4)与第一光敏传感器(6)之间设置有第一保护镜(5)。

3.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述工件(15)与第二光敏传感器(13)之间设置有第二保护镜(14)。

4.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述工件(15)斜上方一侧设置有CCD相机(11)。

5.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述储气仓(7)上安装有气压传感器(8)；所述气压传感器(8)与控制器(9)连接。

6.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述激光器(2)属于长脉冲红外激光器，激光脉冲宽度为0.1～20ms。

7.根据权利要求6所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述第一光敏传感器(6)和第二光敏传感器(13)可检测的光为红外光，检测精度为0.1ms。

8.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，储气仓(7)内的气体为氮气或者氩气。

9.根据权利要求1所述的基于在线检测技术改善激光打孔质量的装置，其特征在于，所述工件(15)通过夹具(12)夹持。

10.基于权利要求1-9任一项所述的在线检测技术改善激光打孔质量装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

打孔时：激光器(2)发出激光束，被半透镜(4)分成两束激光，一束激光聚焦后作用于工件(15)，另一束激光作为检测信号照射到第一光敏传感器(6)上，因第一光敏传感器(6)接收到光信号后由高电平变为低电平，并将电信号传递给控制器(9)，控制器(9)关闭电压阀门(10)，储气仓(7)处于关闭状态，此时，工件(15)上的熔融物(18)靠内部的高温高压环境喷出；单个激光脉冲作用结束之后，光信号消失，第一光敏传感器(6)由低电平变为高电平，并将电信号传递给控制器(9)，控制器(9)打开电压阀门(10)，储气仓(7)处于打开状态，输出气体，吹出孔壁残留的熔融物(18)，如此反复；在打孔过程中，CCD相机(11)用来监测小孔的深度变化，并将信号传递给控制器(9)，控制器(9)调节气压传感器(8)，随着小孔深度的增加，通过控制器(9)气压传感器(8)从而控制气体的输出压力；

改善孔质量：工件(15)被激光击穿后，第二光敏传感器(13)检测到光信号，并由低电平变为高电平，然后将电信号反馈到控制器(9)，控制器(9)切断第一光敏传感器(6)的信号并打开电压阀门(10)，气体以恒定压力连续输出，熔融物(18)从工件(15)上的小孔下端喷出，直至获得符合质量要求的孔后结束。