[发明专利]一种基于深度学习的皮秒超快激光加工系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于深度学习的皮秒超快激光加工系统及方法，属于激光精密加工检测技术领域，加工系统包括：激光器；共焦轴向监测模块；二向色镜；加工工作台；物镜；共焦轴向监测模块发出的轴向监测平行激光束经二向色镜A反射、二向色镜B透射后，进入物镜聚焦射向加工工作台上的工件的表面，经过工件的表面后激光束返回共焦轴向监测模块；数据采集模块，与共焦轴向监测模块连接；控制模块为基于卷积神经网络的模型；训练模块用于对控制模块进行训练。本发明通过共焦轴向监测系统与卷积神经网络相结合，实现了在加工过程中可以同步进行加工和检测，实时调整皮秒超快激光参数和加工工作台的实时位置，自动化程度更高，能够适用于大批量生产。

技术领域

本发明属于激光精密加工技术领域，具体涉及一种基于深度学习的皮秒超快激光加工系统及方法。

背景技术

随着激光加工技术的深入发展，激光加工技术的应用领域不断拓宽，使用皮秒超快激光进行精密加工越来越普遍。现有技术中，使用皮秒超快激光加工过程中，需要不断地对工件的加工精度检测，当检测不符合加工要求时还需要重新定位，有时需要数次反复操作，加工和检测周期长，效率低，无法适用在大批量生产应用中。

因此，急需一种能够适用于大批量生产且在加工过程中可以同步进行加工和检测的皮秒超快激光加工系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够适用于大批量生产且在加工过程中可以同步进行加工和检测的皮秒超快激光加工系统及方法，本发明采取了如下技术方案：

一种基于深度学习的皮秒超快激光加工系统，包括：

一激光器，用于发射皮秒超快激光束；

一共焦轴向监测模块，用于实时监测加工中的工件形态性能参数，所述工件形态性能参数包括：工件表面形貌轮廓、在加工过程中所述工件表面的实时轴向位置、与所述实时轴向位置对应的共焦曲线；

一二向色镜A；

一二向色镜B；

一加工工作台，用于承载待加工工件；

一物镜；所述共焦轴向监测模块发出的轴向监测平行激光束经所述二向色镜A反射、所述二向色镜B透射后，进入所述物镜聚焦射向所述加工工作台上的工件的表面，经过工件的表面后激光束返回所述共焦轴向监测模块；所述激光器发出的发射皮秒超快激光束经所述二向色镜A和所述二向色镜B透射后进入所述物镜聚焦射向所述加工工作台上的工件的表面，对工件进行加工；

一数据采集模块，与所述共焦轴向监测模块连接，用于采集所述共焦轴向监测模块实时监测加工中的工件形态性能参数；

一控制模块，所述控制模块为基于卷积神经网络的模型，与所述数据采集模块连接；所述控制模块用于根据所述数据采集模块采集的所述工件形态性能参数判断所述工件的加工精度和形态变化，并及时调整所述激光器的参数以及所述加工工作台的实时位置，以满足所述工件的加工要求；

一训练模块，与所述控制模块连接，用于对所述控制模块进行训练。

进一步地，所述卷积神经网络包括输入层、卷积层、池化层，所述卷积层层数为16、卷积核大小为3*3的卷积层和层数为5的最大池化层。

进一步地，所述共焦轴向监测模块包括激光管、扩束器、第一分光镜、共焦探测模块；所述共焦探测模块包括探测物镜和强度探测器。

进一步地，所述共焦轴向监测模块实时监测方法为所述共焦轴向监测模块发出的轴向监测平行光束依次经所述第一分光镜透射、经所述反射二向色镜A、所述透射二向色镜B后，进入所述物镜并被聚焦到所述工件表面，经所述工件表面反射的反射轴向监测光束经所述第一分光镜反射后，经所述探测物镜聚焦到所述强度探测器，得到共焦曲线。