[发明专利]同轴实时检测的振镜扫描激光加工方法及装置

摘要

本发明提供了一种同轴实时检测的振镜扫描激光加工方法，包括：(1)配置加工激光束L1、检测激光束L2、透反镜M1和振镜扫描聚焦系统的空间方位；(2)对工件进行高度标定；(3)同时打开加工激光束L1和检测激光束L2，进行激光加工，计算当前激光加工所产生的加工深度ΔZ；(4)判断ΔZ是否满足加工要求，若不满足，则实时优化调整激光加工的工艺参数，跳转至步骤3；(5)若需要多遍加工，则重复执行步骤2至步骤4。本发明所述的振镜扫描激光加工方法实现了振镜扫描激光加工过程的实时同轴加工深度检测，结合实时在线调整激光加工工艺参数，解决了加工深度的智能控制技术难题。本发明还提供了一种同轴实时检测的振镜扫描激光加工装置。

主权项

1.一种同轴实时检测的振镜扫描激光加工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：配置好波长为λ1的加工激光束L1、波长为λ2的检测激光束L2、透反镜M1和振镜扫描聚焦系统的空间方位，所述检测激光束L2与加工激光束L1垂直；λ1≠λ2；所述振镜扫描聚焦系统包括振镜系统M2和聚焦物镜M3；使得由加工用激光器输出的波长为λ1的加工激光束L1入射至与其相对45度方位设置的透反镜M1，经透反镜M1透射或反射后水平入射至振镜扫描聚焦系统，经振镜扫描聚焦系统反射后，垂直输出聚焦在工件表面；同时使得由高精度激光位移传感器输出的波长为λ2的检测激光束L2入射至与其相对45度方位设置的透反镜M1，经透反镜M1反射或透射后水平入射至振镜扫描聚焦系统，经振镜扫描聚焦系统反射后，垂直输出聚焦在工件表面；经透反镜M1透射或反射的加工激光束L1与经透反镜M1反射或透射的检测激光束L2同轴；步骤2：将振镜系统M2的振镜扫描加工焦平面作为基准面，以基准面作为XOY平面，依右手螺旋法则建立XYZ三维直角坐标系；对工件进行高度标定，通过高精度激光位移传感器获得工件表面振镜扫描加工范围内任意k个位置点的空间数据Pi(Xi,Yi,Zi)，i＝1～k；其中，Xi,Yi表示工件表面上的第i个点的位置信息，Zi表示第i个点的高度信息；步骤3：同时打开加工激光束L1和检测激光束L2，按照预设的激光加工工艺参数和路径进行激光加工，当加工位置到达步骤2中的某个Pi(Xi,Yi,Zi)时，读取高精度激光位移传感器的读数Zi'，计算ΔZ＝Zi－Zi'，可知当前激光加工所产生的加工深度ΔZ；步骤4：判断ΔZ是否满足加工要求，若不满足，则实时优化调整激光加工的工艺参数，跳转至步骤3继续进行加工；若满足加工要求，进入步骤5；步骤5：判断是否需要多遍加工，若需要，则重复执行步骤2至步骤4，直至加工完成；否则，本方法结束。