[发明专利]一种激光在线测量加工检测方法及其装置

摘要

本发明公开了一种激光在线测量加工检测方法及装置，将激光测量、加工和检测集于一体，可实现激光加工前在线测量待加工工件的平面或曲面几何尺寸形貌，获得真实平面或空间结构尺寸和特征，消除待加工工件因在前期加工处理流程中产生的变形或时效变形所引起与理论数模之间的误差，提高了激光加工精度和质量。装置包括依次位于同一光路上的加工激光器、光路系统和激光加工头；还包括激光测距系统，计算机控制系统，移动组件和工作台；激光测距系统用于获取工件加工前、后的测量数据，包括工件每点的空间坐标值和法线角度，并提供给计算机控制系统。本发明装置可以两维平台及三维曲面测量和检测尺寸精度和质量，并且可以提高激光加工精度和质量。

主权项

一种激光在线测量加工检测方法，该方法包括在线加工过程和在线检测过程；所述在线加工过程包括步骤(a1)至(a4)：(a1)对加工前工件进行在线测量，获得包括工件上每点的空间坐标值和法线角度在内的测量数据，再利用巴特沃斯数字低通滤波器对所述测量数据进行降噪处理，得到初始加工数据；(a2)消除初始加工数据中的异常点，并进行数据精简；(a3)采用三次NURBS曲线进行曲面拟合，获得的曲面片经过过渡、混合、连接形成最终的曲面模型的三维几何重构，最后获得加工前工件的空间几何尺寸或激光加工的几何尺寸大小和法线角度；(a4)利用步骤(a3)得到的激光加工数据进行加工，以消除直接采用待加工工件理论数模进行加工产生的误差；所述在线检测过程包括步骤(b1)至(b4)：(b1)利用步骤(a1)所使用的机构对加工后工件进行在线测量，获得包括工件上每点的空间坐标值和法线角度在内的测量数据，(b2)再利用巴特沃斯数字低通滤波器对所述测量数据进行降噪处理，得到初始检测数据；(b3)采用高斯滤波器对初始检测数据进行轮廓滤波，并采用差分递归算法计算得到已加工工件的表面粗糙度；此外，还利用初始检测数据绘制出加工后工件的表面轮廓，以确定刻蚀形状的位置，再根据确定的刻蚀形状的位置，采用最小二乘法分别对其两侧的数据进行直线拟合，然后计算得到刻蚀形状的深度和宽度；(b4)检测所述表面粗糙度，刻蚀形状的深度和宽度是否均达到所需要求，如果是，结束，否则再进行修正加工。