[发明专利]激光加工件加工点质量检测方法、装置和系统

说明书

本申请实施例公开了一种激光加工件加工点质量检测方法、装置和系统，通过接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；建立表征激光加工过程中，激光加工点对应所述电信号变化的对应关系；根据所述对应关系和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量。本申请实施例在给定一种工艺参数下确定激光加工件加工点质量使得本检测设备得到更高精度的质量检测结果，使用的硬件简单有效，降低了检测成本，减少了加工点质量检测设备结构的复杂度。

技术领域

本申请涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光焊接过程中，激光加工件加工点质量检测方法、装置和系统。

背景技术

激光加工过程是光与材料相互作用的过程，其主要是利用激光器发出的激光束通过光纤和透镜传输后聚焦在材料表面，材料吸收激光能量引起熔化甚至气化，进而达到材料加工的目的。由于激光的热影响，待加工材料的加工区域会形成熔池，并辐射出等离子体、金属蒸汽、辐射光信号和辐射声信号等多重信号。大量的研究表明，上述信号与激光加工质量密切相关。如果激光加工过程中出现驼峰、未焊透、飞溅、污染等缺陷时，上述辐射信号会体现出不同的信号表征。

目前现有技术激光加工检测方案中，一般是在激光出光光路上设置反射回路光学透镜，通过一系列光学透镜获取加工件的光学信号，并通过CCD相机将光学信号进行处理输出，进而通过CCD信号的输出结果，去监控或评价激光加工工件的质量。

比如中国专利CN109128497A提供一种激光焊接头装置，其中，装置内部的视觉检测组件利用CCD成像系统对焊缝跟踪和观察。德国专利DE102014008265C5提供一种在激光束摆动的情况下的视觉成像方式。利用视觉成像光束和加工光束共同通过偏转机构达到同步，使当前加工位置始终处于视觉成像区域的中心。这样可以减小需要成像的总区域。同时配合特殊的图像处理方式，能简化图像处理复杂度和加快图像处理速度。

本发明人在工作研究过程中发现，现有的技术激光加工检测方案中，使用传统传感器如光电耦合传感器(CCD或CMOS)或线阵、面阵光电探测器，获取激光加工点的光学信号时，存在软硬件成本过高、运算数据多取样频率低，激光加工过程中实时检测能力不足等问题。

发明内容

本申请提出激光加工件加工点质量检测方法、装置和系统，能够对激光加工件加工点进行低成本高精度的质量检测、检测用设备结构简单，也提高了检测实时性。

本申请采用如下技术方案实现：

第一方面，本申请实施例提供一种激光加工件加工点质量检测方法，包括：接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；建立表征激光加工过程中，激光加工点对应所述电信号变化的对应关系；根据所述对应关系和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围。

上述激光加工件加工点质量检测方法中，通过将激光加工点的光辐射信号进行光电转换成的电信号与激光加工点加工点质量值建立对应关系，在给定一种工艺参数下确定激光加工件加工点质量使得本检测设备得到更高精度的质量检测结果，同时结合电信号变化的对应关系和正常电信号可以给用户带来更直观的质量监测体验。检测设备简单有效，降低了检测成本，减少了加工点质量检测设备结构的复杂度。

结合第一方面，在一些实施例中，接收激光加工点覆盖范围至少一个加工点的光辐射信号，包括：接收激光加工点覆盖范围至少一个加工点的光辐射信号，包括：在激光加工路径上，接收确定工艺参数下同一个加工点的不同光辐射信号。进而通过确定工艺参数下同一个加工点的不同光辐射信号进行数据拟合，在加工点获得更为精确的加工点质量和电信号的对应关系。