CN101244523A - 激光加工检测方法及其专用仪器 - Google Patents

激光加工检测方法及其专用仪器 Download PDF

Info

Publication number
CN101244523A
CN101244523A CN 200810059783 CN200810059783A CN101244523A CN 101244523 A CN101244523 A CN 101244523A CN 200810059783 CN200810059783 CN 200810059783 CN 200810059783 A CN200810059783 A CN 200810059783A CN 101244523 A CN101244523 A CN 101244523A
Authority
CN
China
Prior art keywords
infrared radiation
radiation thermometer
laser
molten bath
servomotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200810059783
Other languages
English (en)
Other versions
CN101244523B (zh
Inventor
姚建华
胡晓冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN 200810059783 priority Critical patent/CN101244523B/zh
Publication of CN101244523A publication Critical patent/CN101244523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101244523B publication Critical patent/CN101244523B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

激光加工检测方法包括a.非接触测距仪预先测得工件待加工表面平面度变化数据;b.根据待加工表面平面度变化数据,移动平台动态调整激光聚焦头和红外测温仪的位置,保证激光聚焦头和红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距;c.使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,使测温仪聚焦和取样点跟随熔池中心的偏移。其专用仪器包括非接触测距仪、激光聚焦头、红外测温仪、中央处理器。具有对加工区域温度的准确监测以及加工区域激光光斑大小的控制,方法和设备简单,效率高。

Description

激光加工检测方法及其专用仪器
技术领域
本发明涉及一种激光加工检测的方法及其装置,尤其是在对复杂轮廓表面进行激光加工过程中调节测温仪与激光聚焦头焦距的方法及其装置。
背景技术
激光加工过程中,加工区域温度的准确检测与激光在加工区域的聚焦情况对激光加工非常重要。
准确测量激光加工过程中熔池的温度对于检测激光加工状态、反馈调整加工工艺参数至关重要,但加工过程中零件表面几何形貌的变化、熔覆层厚度的偏差、运动机构振动及其他环境因素都可能造成测温仪检测时的离焦和偏心,影响测温的准确性。
而激光加工时,光束在加工区域的聚焦状况则影响到加工区域的光斑大小、加工区域的光斑能量密度分布,对加工参数和加工质量的影响很大。
在激光表面处理或激光修复复杂轮廓零件时,由于零件表面存在高低不平的起伏变化,加工过程中应该根据加工区域高低变化的情况,调节激光聚焦头、红外测温仪位置,以保证激光聚焦头、红外测温仪与加工区域的距离不变,保证它们在加工区域的聚焦状态不发生变化。
现有技术方法在处理复杂轮廓零件的激光加工时,多采用预先对零件的表面轮廓进行三维测绘,然后根据测绘的三维几何数据,编制激光加工的数控加工轨迹,实现对零件表面高低不平的补偿。这种方法主要有两个问题:其一,三维轮廓测量以及根据三维轮廓编制数控程序的过程复杂,效率很低;其二,基于这种方法的加工精度受到三维测量精度以及所编数控程序精度的影响。由此带来加工区域温度检测不准和加工区域激光光斑大小控制不准的不足。
发明内容
本发明要克服现有激光加工检测技术的加工区域温度检测不准和加工区域激光光斑大小控制不准的不足,提出一种可根据零件表面轮廓变化情况,在加工过程中自动调整测温仪、激光聚焦头位置的装置。
本发明所述的激光加工检测方法包括如下步骤:
1.非接触测距仪预先测得工件待加工表面平面度变化数据;
2.根据待加工表面平面度变化数据,移动平台动态调整激光聚焦头和红外测温仪的位置,保证激光聚焦头和红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距;
3.使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,使测温仪聚焦和取样点跟随熔池中心的偏移,保证温度测量的真实性。
本发明所述的激光加工检测方法的专用仪器,包括:
一个针对待加工面的非接触测距仪,
一个安装在可作远离或接近待加工面运动的第一工作台上的激光聚焦头,所述的激光聚焦头正对待加工面;
一个安装在可作前后运动、左右摆动的第二工作台上的红外测温仪,所述的红外测温仪设置在所述的激光聚焦头侧面,所述的红外测温仪聚焦头对准熔池;
用于接收非接触测距仪传送的距离参数、发出调节第一工作台和第二工作台的移动指令,并且接收红外测温仪传送的熔池位置参数、发出调节第二工作台的摆动指令的中央处理器。
加工时,该装置相对于零件做平面线扫描运动,实现对复杂轮廓表面的加工,具体为:非接触测距仪直线运动中预先测得工件待加工表面平面度变化情况,通过动态调整移动平台上红外测温仪的位置,保证红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距,保证温度测量的真实性;同时,通过动态调整移动平台上激光聚焦头的位置,保证激光聚焦头与熔池保持恒定焦距。
同时,针对可能存在的熔池中心的偏移,使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,以此保证测温仪聚焦和取样点的准确性,保证温度测量的真实性。
基于上述措施,实现复杂轮廓表面零件激光加工时,对加工区域温度的准确监测以及加工区域激光光斑大小的控制。
本发明的优点是:便于对复杂轮廓表面零件激光加工时,对加工区域温度的准确监测以及加工区域激光光斑大小的控制,方法和设备简单,效率高。
附图说明
图1是本发明的结构原理图
具体实施方式
参照附图:
本发明所述的激光加工检测方法包括如下步骤:
1.非接触测距仪预先测得工件待加工表面平面度变化数据;
2.根据待加工表面平面度变化数据,移动平台动态调整激光聚焦头和红外测温仪的位置,保证激光聚焦头和红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距;
3.使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,使测温仪聚焦和取样点跟随熔池中心的偏移,保证温度测量的真实性。
本发明所述的激光加工检测方法的专用仪器,包括:
一个针对待加工面8的非接触测距仪6;
一个安装在可作远离或接近待加工面运动的第一工作台5上的激光聚焦头4,所述的激光聚焦头4正对待加工面;
一个安装在可作前后运动、左右摆动的第二工作台上的红外测温仪1,所述的红外测温仪1设置在所述的激光聚焦头4侧面,所述的红外测温仪1聚焦头对准熔池,第二工作台包括摆动平台3和移动平台2;
用于接收非接触测距仪传送的距离参数、发出调节第一工作台和第二工作台的移动指令,并且接收红外测温仪传送的熔池位置参数、发出调节第二工作台的摆动指令的中央处理器7。
所述的第一工作台5包括导轨、第一伺服电机、第一传动滚珠丝杠副,其中第一伺服电机连接中央处理器7,并按照中央处理器7的指令运转,第一传动滚珠丝杠副连接第一伺服电机、并驱动激光聚焦头4在导轨上移动。
所述的移动平台2包括导轨、第二伺服电机、第二传动滚珠丝杠副,其中第二伺服电机连接中央处理器7,并按照中央处理器7的指令运转,第二传动滚珠丝杠副连接第二伺服电机、并驱动红外测温仪1在导轨上移动,调节红外测温仪1聚焦头与熔池的距离。
所述的摆动平台3包括摆动机构、第三伺服电机、传动齿轮组,其中第三伺服电机连接中央处理器7,并按照中央处理器7的指令运转,传动齿轮组连接第三伺服电机、并驱动摆动机构运转,使红外测温仪1摆动,使红外测温仪1聚焦头反复扫描熔池。
加工时,该装置相对于零件做平面线扫描运动,实现对复杂轮廓表面的加工,具体为:非接触测距仪直线运动中预先测得工件待加工表面平面度变化情况,通过动态调整移动平台上红外测温仪的位置,保证红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距,保证温度测量的真实性;同时,通过动态调整移动平台上激光聚焦头的位置,保证激光聚焦头与熔池保持恒定焦距。
同时,针对可能存在的熔池中心的偏移,使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,以此保证测温仪聚焦和取样点的准确性,保证温度测量的真实性。
基于上述措施,实现复杂轮廓表面零件激光加工时,对加工区域温度的准确监测以及加工区域激光光斑大小的控制。

Claims (3)

1、本发明所述的激光加工检测方法包括如下步骤:
a非接触测距仪预先测得工件待加工表面平面度变化数据;
b根据待加工表面平面度变化数据,移动平台动态调整激光聚焦头和红外测温仪的位置,保证激光聚焦头和红外测温仪聚焦头与熔池保持恒定焦距;
c使摆动平台带动测温仪在熔池区做动态平面扫描,重新标定熔池中心,使测温仪聚焦和取样点跟随熔池中心的偏移,保证温度测量的真实性。
2、适用于权利要求1所述的激光加工检测方法的专用仪器,包括:
一个针对待加工面的非接触测距仪,
一个安装在可作远离或接近待加工面运动的第一工作台上的激光聚焦头,所述的激光聚焦头正对待加工面;
一个安装在可作前后运动、左右摆动的第二工作台上的红外测温仪,所述的红外测温仪设置在所述的激光聚焦头侧面,所述的红外测温仪聚焦头对准熔池;
用于接收非接触测距仪传送的距离参数、发出调节第一工作台和第二工作台的移动指令,并且接收红外测温仪传送的熔池位置参数、发出调节第二工作台的摆动指令的中央处理器。
3、如权利要求2所述的激光加工检测方法的专用仪器,其特征在于:所述的第一工作台包括导轨、第一伺服电机、第一传动滚珠丝杠副,其中第一伺服电机连接中央处理器,并按照中央处理器的指令运转,第一传动滚珠丝杠副连接第一伺服电机、并驱动激光聚焦头在导轨上移动;
第二工作台包括摆动平台和移动平台;
所述的移动平台包括导轨、第二伺服电机、第二传动滚珠丝杠副,其中第二伺服电机连接中央处理器,并按照中央处理器的指令运转,第二传动滚珠丝杠副连接第二伺服电机、并驱动红外测温仪在导轨上移动,调节红外测温仪聚焦头与熔池的距离;
所述的摆动平台包括摆动机构、第三伺服电机、传动齿轮组,其中第三伺服电机连接中央处理器,并按照中央处理器的指令运转,传动齿轮组连接第三伺服电机、并驱动摆动机构运转,使红外测温仪摆动,使红外测温仪聚焦头反复扫描熔池。
CN 200810059783 2008-02-27 2008-02-27 激光加工检测方法及其专用仪器 Expired - Fee Related CN101244523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810059783 CN101244523B (zh) 2008-02-27 2008-02-27 激光加工检测方法及其专用仪器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810059783 CN101244523B (zh) 2008-02-27 2008-02-27 激光加工检测方法及其专用仪器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101244523A true CN101244523A (zh) 2008-08-20
CN101244523B CN101244523B (zh) 2011-05-25

Family

ID=39945319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200810059783 Expired - Fee Related CN101244523B (zh) 2008-02-27 2008-02-27 激光加工检测方法及其专用仪器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101244523B (zh)

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105527022A (zh) * 2016-01-06 2016-04-27 陈昊哲 一种摆动式红外测温装置
CN105081522B (zh) * 2015-08-19 2016-09-21 北京航空航天大学 Ti-6Al-4V钛合金电弧焊接熔池表面温度场监测方法
CN106042361A (zh) * 2015-04-13 2016-10-26 翊鼎光电股份有限公司 雷射焊接装置
CN106352798A (zh) * 2015-07-14 2017-01-25 台湾积体电路制造股份有限公司 3d ic凸块高度计量apc
CN106862770A (zh) * 2017-03-10 2017-06-20 浙江工业大学 一种熔覆轨迹可调的激光熔覆头构件
CN107740096A (zh) * 2017-11-20 2018-02-27 成都大陆激光技术有限公司 机匣激光修复系统及修复方法
CN108007353A (zh) * 2018-02-01 2018-05-08 深圳大学 一种旋转式激光轮廓测量方法、存储装置及其测量装置
CN108067751A (zh) * 2017-12-13 2018-05-25 无锡吉迈微电子有限公司 板级材料异形加工方法
CN108136544A (zh) * 2015-10-05 2018-06-08 肖特股份有限公司 用于丝化非面平行形状的工件的方法和装置以及通过丝化产生的工件
CN108311952A (zh) * 2017-12-27 2018-07-24 山东省青岛第四十五中学(青岛工贸职业学校) 一种实时自反馈数控机床及其加工方法
CN108340941A (zh) * 2018-02-02 2018-07-31 中国铁道科学研究院 无砟轨道板温度高速动态测量系统
CN108972150A (zh) * 2018-08-08 2018-12-11 河南理工大学 钛合金铣削非接触式测量刀具温度测量方法及装置
CN110864814A (zh) * 2018-08-27 2020-03-06 北京北方华创微电子装备有限公司 自动对位装置、对位方法及反应腔室
CN110919121A (zh) * 2019-12-24 2020-03-27 武汉嘉铭激光股份有限公司 一种基于焊盘大小的自适应激光锡焊装置及焊接方法
CN111024242A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 浙江大立科技股份有限公司 红外热像仪及其连续自动对焦方法
CN111366097A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 大连理工大学 一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法
CN111822849A (zh) * 2019-04-22 2020-10-27 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光处理系统及处理方法
CN112097940A (zh) * 2020-07-28 2020-12-18 西安交通大学 一种基于计算机自动控制的热电偶二维测温平台及方法
CN113108745A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 轴瓦半径高和对口平行度检测设备
FR3106893A1 (fr) * 2020-02-05 2021-08-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de mesure de la température de surface d’un objet, système de contrôle des paramètres de gravure d’un laser mettant en œuvre ce dispositif et procédé lié.
CN113305170A (zh) * 2021-07-28 2021-08-27 佛山市腾华自动化机械有限公司 一种牵引机
CN113432749A (zh) * 2021-08-26 2021-09-24 深圳市诺亚云谷科技有限公司 一种激光烧蚀金属熔池测温装置
CN113977995A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 南京航空航天大学 一种基于红外脉冲激光清理及紫外光固化快速原位修复复合材料的设备和方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2788962Y (zh) * 2005-03-02 2006-06-21 迪伸电子股份有限公司 机床的长度辅助测量装置
CN1887498A (zh) * 2006-07-28 2007-01-03 北京工业大学 一种红外激光路径上转换为可见光的显示方法

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106042361A (zh) * 2015-04-13 2016-10-26 翊鼎光电股份有限公司 雷射焊接装置
CN106041301A (zh) * 2015-04-13 2016-10-26 翊鼎光电股份有限公司 雷射焊接装置
US11075097B2 (en) 2015-07-14 2021-07-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. 3D IC bump height metrology APC
US10181415B2 (en) 2015-07-14 2019-01-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. 3D IC bump height metrology APC
CN106352798A (zh) * 2015-07-14 2017-01-25 台湾积体电路制造股份有限公司 3d ic凸块高度计量apc
US10541164B2 (en) 2015-07-14 2020-01-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. 3D IC bump height metrology APC
CN105081522B (zh) * 2015-08-19 2016-09-21 北京航空航天大学 Ti-6Al-4V钛合金电弧焊接熔池表面温度场监测方法
US11148231B2 (en) 2015-10-05 2021-10-19 Schott Ag Method and apparatus for filamentation of workpieces not having a plan-parallel shape, and workpiece produced by filamentation
CN108136544A (zh) * 2015-10-05 2018-06-08 肖特股份有限公司 用于丝化非面平行形状的工件的方法和装置以及通过丝化产生的工件
CN105527022A (zh) * 2016-01-06 2016-04-27 陈昊哲 一种摆动式红外测温装置
CN105527022B (zh) * 2016-01-06 2018-11-06 董怡君 一种摆动式红外测温装置
CN106862770A (zh) * 2017-03-10 2017-06-20 浙江工业大学 一种熔覆轨迹可调的激光熔覆头构件
CN106862770B (zh) * 2017-03-10 2018-11-13 浙江工业大学 一种熔覆轨迹可调的激光熔覆头构件
CN107740096A (zh) * 2017-11-20 2018-02-27 成都大陆激光技术有限公司 机匣激光修复系统及修复方法
CN108067751A (zh) * 2017-12-13 2018-05-25 无锡吉迈微电子有限公司 板级材料异形加工方法
CN108311952A (zh) * 2017-12-27 2018-07-24 山东省青岛第四十五中学(青岛工贸职业学校) 一种实时自反馈数控机床及其加工方法
CN108007353A (zh) * 2018-02-01 2018-05-08 深圳大学 一种旋转式激光轮廓测量方法、存储装置及其测量装置
CN108007353B (zh) * 2018-02-01 2023-11-21 深圳大学 一种旋转式激光轮廓测量方法、存储装置及其测量装置
CN108340941A (zh) * 2018-02-02 2018-07-31 中国铁道科学研究院 无砟轨道板温度高速动态测量系统
CN108972150A (zh) * 2018-08-08 2018-12-11 河南理工大学 钛合金铣削非接触式测量刀具温度测量方法及装置
CN110864814B (zh) * 2018-08-27 2021-08-13 北京北方华创微电子装备有限公司 自动对位装置、对位方法及反应腔室
CN110864814A (zh) * 2018-08-27 2020-03-06 北京北方华创微电子装备有限公司 自动对位装置、对位方法及反应腔室
CN111822849A (zh) * 2019-04-22 2020-10-27 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光处理系统及处理方法
CN111024242A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 浙江大立科技股份有限公司 红外热像仪及其连续自动对焦方法
CN110919121A (zh) * 2019-12-24 2020-03-27 武汉嘉铭激光股份有限公司 一种基于焊盘大小的自适应激光锡焊装置及焊接方法
FR3106893A1 (fr) * 2020-02-05 2021-08-06 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de mesure de la température de surface d’un objet, système de contrôle des paramètres de gravure d’un laser mettant en œuvre ce dispositif et procédé lié.
CN111366097A (zh) * 2020-03-16 2020-07-03 大连理工大学 一种航空叶片榫头激光扫描测量机及测量方法
CN112097940A (zh) * 2020-07-28 2020-12-18 西安交通大学 一种基于计算机自动控制的热电偶二维测温平台及方法
CN112097940B (zh) * 2020-07-28 2023-12-29 西安交通大学 一种基于计算机自动控制的热电偶二维测温平台及方法
CN113108745A (zh) * 2021-03-29 2021-07-13 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 轴瓦半径高和对口平行度检测设备
CN113108745B (zh) * 2021-03-29 2023-03-10 中船重工重庆智能装备工程设计有限公司 轴瓦半径高和对口平行度检测设备
CN113305170A (zh) * 2021-07-28 2021-08-27 佛山市腾华自动化机械有限公司 一种牵引机
CN113432749A (zh) * 2021-08-26 2021-09-24 深圳市诺亚云谷科技有限公司 一种激光烧蚀金属熔池测温装置
CN113977995A (zh) * 2021-11-19 2022-01-28 南京航空航天大学 一种基于红外脉冲激光清理及紫外光固化快速原位修复复合材料的设备和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101244523B (zh) 2011-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101244523B (zh) 激光加工检测方法及其专用仪器
CN106767558B (zh) 一种导轨基面直线度误差的解耦辨识方法
CN103307984B (zh) 一种用于可调桨叶片的激光测量装置、系统及方法
CN102430858B (zh) 一种激光加工自动调焦装置
CN104209650A (zh) 激光加工装置
JP2000258153A (ja) 平面平坦度測定装置
CN112888526B (zh) 用于激光束的机器内分布的系统、方法和装置
CN106813600B (zh) 一种非接触式非连续平面平面度测量系统
CN104165596A (zh) 一种测定离焦量的方法及系统
JP2011020233A (ja) 機上測定方法及び測定装置
CN208606719U (zh) 一种盘类零件柔性化在线检测装置
CN104048610A (zh) 反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统
Nekrasov et al. Diagnostics of cut-layer deformation and rational tool loading in numerically controlled lathes
CN101852595A (zh) 在线板形测量仪
CN105203068B (zh) 基于超声波测厚仪的深孔直线度检测方法
CN201677132U (zh) 激光加工机自动对焦装置
CN203337113U (zh) 三维显微光切法表面粗糙度测量仪
KR101554389B1 (ko) 레이저 가공장치
JP2000317657A (ja) レーザマーキング装置
JP5576211B2 (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2010188395A (ja) レーザ加工方法、レーザ加工装置及びソーラパネル製造方法
CN108645358B (zh) 一种超声在机测厚接触状态控制方法
CN205748270U (zh) 用激光干涉仪检测分体式激光对刀仪重复精度的装置
CN105865343A (zh) 用激光干涉仪检测分体式激光对刀仪重复精度的装置及检测方法
CN107015028B (zh) 基于原位探测的纳米尺度初始激光损伤检测方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110525

Termination date: 20170227