CN109128511A - 激光抛光系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光抛光系统及方法。所述系统包括控制单元、激光发射器、光束整形组件、移动平台及激光干涉仪。待抛光物件固定在移动平台上并由移动平台带动；光束整形组件设置在激光发射器的激光光路上，用于对激光进行光束整形，并将整形后的激光投射到待抛光物件的待抛光表面上进行抛光；控制单元与激光干涉仪电性连接，用于控制激光干涉以对待抛光表面进行抛光面形检测得到对应的面形检测数据；控制单元还分别与激光发射器、光束整形组件及移动平台及电性连接，用于根据面形检测数据对激光发射器、光束整形组件及移动平台进行控制，使待抛光物件达到目标抛光效果。所述系统可对待抛光物件进行高精度抛光处理，提高物件抛光成品率。

Description

激光抛光系统及方法

技术领域

本申请涉及激光抛光技术领域，具体而言，涉及一种激光抛光系统及方法。

背景技术

激光抛光技术是伴随着激光技术的发展而出现的一种对新型材料表面进行处理的技术，它通过采用激光光束扫描加工工件表面，利用激光与材料之间的相互作用，去掉工件表面多余物质，从而形成光滑平面。但就目前而言，业界主流采用的激光抛光技术是仅仅通过激光辐射与材料表面的光热耦合作用及光化学作用来实现抛光，但这种激光抛光技术在对工件表面进行抛光时的抛光精度不高，会造成大量工件的抛光表面无法达到想要的抛光效果。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种激光抛光系统及方法，所述激光抛光系统通过激光加工与干涉仪测试的结合，对待抛光物件的待抛光表面进行高精度抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。

就系统而言，本申请实施例提供一种激光抛光系统，所述系统包括控制单元、激光发射器、光束整形组件、移动平台及激光干涉仪；

待抛光物件固定在所述移动平台上，并由所述移动平台携带所述待抛光物件运动；

所述激光发射器用于发射激光，所述光束整形组件设置在所述激光发射器的激光光路上，用于对所述激光发射器发射的激光进行光束整形，并将整形后的激光投射到所述待抛光物件的待抛光表面上进行激光抛光；

所述控制单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述移动平台上的所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述控制单元还分别与所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台电性连接，用于根据来自所述激光干涉仪的面形检测数据对所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台各自的工作状态进行控制，以使所述待抛光物件上的待抛光表面达到目标抛光效果。

可选地，在本申请实施例中，上述移动平台设置在所述激光干涉仪的探测光路延伸方向，与经所述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向相交的位置处。

可选地，在本申请实施例中，上述激光干涉仪的探测光路延伸方向与经所述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向之间的夹角范围为45°～90°。

可选地，在本申请实施例中，上述待抛光物件的待抛光表面垂直于所述移动平台的承载面，并固定设置在所述移动平台的承载面上，以使所述移动平台的承载面带动所述待抛光物件运动。

可选地，在本申请实施例中，经上述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向与所述待抛光物件的待抛光表面的法线方向之间的夹角范围为0°～20°。

可选地，在本申请实施例中，经上述光束整形组件整形后的激光在所述移动平台的作用下，于所述待抛光物件的待抛光表面上扫描时的扫描激光搭接率范围为0.4～0.8。

可选地，在本申请实施例中，上述光束整形组件包括聚焦透镜及光束整形器；

所述聚焦透镜设置在所述激光发射器与所述光束整形器之间，用于将对所述激光发射器发射的激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输给所述光束整形器，由所述光束整形器对所述聚焦后的激光进行光束整形后投射到所述待抛光物件的待抛光表面上。

可选地，在本申请实施例中，上述束整形组件还包括第一偏转镜及第二偏转镜；

所述第一偏转镜设置在所述激光发射器与所述聚焦透镜之间，用于将所述激光发射器发射的激光偏转投射到所述聚焦透镜上；

所述第二偏转镜设置在所述光束整形器与所述待抛光物件之间，用于将经所述光束整形器整形后的激光偏转投射到所述待抛光物件的待抛光表面上。

可选地，在本申请实施例中，上述控制单元包括主控子单元、激光控制子单元、整形控制子单元、运动控制子单元及检测控制子单元；

所述激光控制子单元与所述激光发射器电性连接，用于控制所述激光发射器按照当前激光参数发射激光，其中所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长；

所述整形控制子单元与所述光束整形器电性连接，用于控制所述光束整形器按照当前整形参数对来自所述激光发射器进行光束整形，其中所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率；

所述运动控制子单元与所述移动平台电性连接，用于控制所述移动平台按照当前运动参数携带所述待抛光物件进行旋转或平移，其中所述运动参数包括所述移动平台带动所述待抛光物件运动时的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间；

所述检测控制子单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述主控子单元分别与所述激光控制子单元、所述整形控制子单元、所述运动控制子单元及所述检测控制子单元电性连接，用于根据所述检测控制子单元得到的面形检测数据按照所述目标抛光效果对所述激光控制子单元对应的激光参数、所述整形控制子单元对应的整形参数及所述运动控制子单元对应的运动参数进行配置，以使所述待抛光物件的待抛光表面达到所述目标抛光效果。

就方法而言，本申请实施例提供一种激光抛光方法，应用于任意一项上述的激光抛光系统，所述方法包括：

控制单元控制激光发射器按照当前激光参数发射激光，其中所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长；

所述控制单元控制光束整形组件按照当前整形参数对所述激光进行整形，其中所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率；

所述控制单元控制移动平台按照当前运动参数进行运动，以使整形后的激光对所述移动平台上的待抛光物件的待抛光表面进行扫描抛光，其中所述运动参数包括所述移动平台带动所述待抛光物件运动时的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间；

在所述激光发射器完成抛光处理后，所述控制单元控制所述移动平台旋转至所述待抛光物件的待抛光表面与激光干涉仪的检测光路延伸方向垂直，并控制所述激光干涉仪对所述待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述控制单元判断所述面形检测数据是否满足目标抛光效果，并在不满足时控制所述移动平台回转到原位，根据所述面形检测数据及所述目标抛光效果对所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数进行调整，并跳转到所述控制单元控制激光发射器按照当前激光参数发射激光的步骤继续执行，直至所述面形检测数据满足所述目标抛光效果。

相对于现有技术而言，本申请实施例提供的激光抛光系统及方法具有以下有益效果：所述激光抛光系统通过激光加工与干涉仪测试的结合，对待抛光物件的待抛光表面进行高精度抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。所述激光抛光系统包括控制单元、激光发射器、光束整形组件、移动平台及激光干涉仪。待抛光物件固定在所述移动平台上，并由所述移动平台携带所述待抛光物件运动。所述激光发射器用于发射激光，所述光束整形组件设置在所述激光发射器的激光光路上，用于对所述激光发射器发射的激光进行光束整形，并将整形后的激光投射到所述待抛光物件的待抛光表面上进行激光抛光。所述控制单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述移动平台上的所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。所述控制单元还分别与所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台电性连接，用于根据来自所述激光干涉仪的面形检测数据对所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台各自的工作状态进行控制，从而通过激光加工与干涉仪检测相互结合的方式，实现对所述待抛光物件上的待抛光表面进行高精度的抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本申请较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请权利要求保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的激光抛光系统的结构示意图之一。

图2为本申请实施例提供的激光抛光系统的结构示意图之二。

图3为本申请实施例提供的激光抛光系统的方框示意图。

图4为本申请实施例提供的激光抛光方法的流程示意图。

图标：10-激光抛光系统；11-控制单元；12-激光发射器；13-光束整形组件；14-移动平台；15-激光干涉仪；131-聚焦透镜；132-光束整形器；133-第一偏转镜；134-第二偏转镜；111-主控子单元；112-激光控制子单元；113-整形控制子单元；114-运动控制子单元；115-检测控制子单元；200-待抛光物件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，是本申请实施例提供的激光抛光系统10的结构示意图之一。在本申请实施例中，所述激光抛光系统10能够通过激光加工与干涉仪测试之间的相互结合，对待抛光物件200的待抛光表面进行高精度的激光抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率，其中所述目标抛光效果为所述激光抛光系统10针对待抛光物件200进行抛光时想要达到的抛光效果。其中，所述激光抛光系统10包括控制单元11、激光发射器12、光束整形组件13、移动平台14及激光干涉仪15，所述激光抛光系统10通过所述控制单元11、所述激光发射器12、所述光束整形组件13、所述移动平台14及所述激光干涉仪15之间的相互配合，对所述待抛光物件200的待抛光表面进行高精度的激光抛光处理。

在本实施例中，所述待抛光物件200固定在所述移动平台14上，并由所述移动平台14携带所述待抛光物件200运动，其中所述运动包括平移或选择。所述移动平台14为旋转五维移动平台，所述移动平台14包括承载面，所述承载面用于承载安装所述待抛光物件200，且所述承载面可相对于所述移动平台14进行旋转或平移，从而通过所述移动平台14带动所述待抛光物件200进行运动。其中，所述承载面可带动所述待抛光物件200相对于所述移动平台14所在位置向前平移、向后平移、向左平移、向右平移、向上平移或向下平移，所述承载面也可带动所述待抛光物件200相对于所述移动平台14所在位置沿竖直方向进行旋转或沿水平方向进行旋转。

在本实施例中，所述待抛光物件200的待抛光表面垂直于所述移动平台14的承载面，并固定设置在所述移动平台14的承载面上，以使所述移动平台14的承载面带动所述待抛光物件200运动。所述待抛光物件200在安装到所述移动平台14的承载面上，与所述承载面之间的相对位置保持不变。所述待抛光物件200可采用能与激光辐射发生光热耦合作用而被蒸发或被熔融的各种光学材料进行制造，其中这样的光学材料包括光学非金属材料及光学金属材料，所述光学非金属材料包括熔石英、陶瓷等。

在本实施例中，所述激光发射器12用于发射激光，其中由所述激光发射器12发射的激光为形状可变的高斯激光光束或超高斯激光光束。

在本实施例中，所述光束整形组件13用于对所述激光发射器12发射的激光进行光束整形，并将经所述光束整形组件13整形后的激光光束投射到所述待抛光物件200的待抛光表面上，使整形后的激光光束能够利用低能量熔合方法对所述待抛光物件200的待抛光表面进行抛光。其中，所述光束整形组件13设置在所述激光发射器12与所述移动平台14之间，并位于所述激光发射器12发射的激光的光路延伸方向上。

在本实施例中，所述激光干涉仪15用于对所述移动平台14上的所述待抛光物件200的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的用于表示该待抛光表面当前的抛光程度的面形检测数据。

在本实施例中，所述移动平台14设置在所述激光干涉仪15的探测光路延伸方向，与经所述光束整形组件13整形后的激光的光路延伸方向相交的位置处，所述移动平台14上的所述待抛光物件200的待抛光表面面向所述光束整形组件13及所述激光干涉仪15地设置在所述移动平台14的承载面上。其中，所述激光干涉仪15的探测光路延伸方向与经所述光束整形组件13整形后的激光的光路延伸方向之间的夹角范围为45°～90°，经所述光束整形组件13整形后的激光的光路延伸方向与所述待抛光物件200的待抛光表面的法线方向之间的夹角范围为0°～20°。

在本实施例中，当经所述光束整形组件13整形后的激光投射到所述待抛光物件200的待抛光表面上时，所述待抛光物件200在所述移动平台14的带动下发生平移，经所述光束整形组件13整形后的激光将在所述移动平台14的作用下，于所述待抛光物件200的待抛光表面上进行扫描式抛光，此时对应的扫描激光搭接率范围为0.4～0.8。

在本实施例中，所述光束整形组件13包括聚焦透镜131及光束整形器132，所述聚焦透镜131与所述光束整形器132设置在所述激光发射器12发射的激光的光路延伸方向上，所述聚焦透镜131设置在所述激光发射器12与所述光束整形器132之间，用于将对所述激光发射器12发射的激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输给所述光束整形器132，由所述光束整形器132对所述聚焦后的激光进行光束整形后投射到所述待抛光物件200的待抛光表面上。

请参照图2，是本申请实施例提供的激光抛光系统10的结构示意图之二。在本实施例中，所述光束整形组件13还包括第一偏转镜133及第二偏转镜134。

在本实施例中，所述第一偏转镜133设置在所述激光发射器12发射的激光的光路延伸方向上，所述第一偏转镜133设置在所述激光发射器12与所述聚焦透镜131之间，用于将所述激光发射器12发射的激光偏转投射到所述聚焦透镜131上，以使所述聚焦透镜131对由所述第一偏转镜133偏转的激光进行聚焦，并由所述聚焦透镜131将聚焦后的激光传输给所述光束整形器132。

在本实施例中，所述第二偏转镜134设置在经所述光束整形器132进行光束整形后的激光的光路延伸方向上，所述第二偏转镜134设置在所述光束整形器132与所述待抛光物件200之间，用于将经所述光束整形器132整形后的激光偏转投射到所述待抛光物件200的待抛光表面上。

在本实施例中，所述控制单元11与所述激光干涉仪15电性连接，用于控制所述激光干涉仪15对所述移动平台14上的所述待抛光物件200的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。

在本实施例中，所述控制单元11还分别与所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14电性连接，用于根据来自所述激光干涉仪15的面形检测数据对所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14各自的工作状态进行控制，以使所述待抛光物件200上的待抛光表面达到目标抛光效果。

请参照图3，是本申请实施例提供的激光抛光系统10的方框示意图。在本申请实施例中，所述控制单元11包括主控子单元111、激光控制子单元112、整形控制子单元113、运动控制子单元114及检测控制子单元115，所述控制单元11通过所述激光控制子单元112、所述整形控制子单元113、所述运动控制子单元114及所述检测控制子单元115分别对所述激光发射器12、所述光束整形组件13、所述移动平台14及所述激光干涉仪15进行控制，所述控制单元11通过所述主控子单元111对所述激光控制子单元112、所述整形控制子单元113及所述运动控制子单元114各自对应的工作参数进行配置。

在本实施例中，所述激光控制子单元112与所述激光发射器12电性连接，用于控制所述激光发射器12按照当前激光参数发射激光，其中所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长。

在本实施例中，所述整形控制子单元113与所述光束整形器132电性连接，用于控制所述光束整形器132按照当前整形参数对来自所述激光发射器12的激光进行光束整形，其中所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率。

在本实施例中，所述运动控制子单元114与所述移动平台14电性连接，用于控制所述移动平台14按照当前运动参数携带所述待抛光物件200进行旋转或平移，其中所述运动参数包括所述移动平台14带动所述待抛光物件200运动时，经所述光束整形器132整形后的激光在所述待抛光物件200上的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间。

在本实施例中，所述检测控制子单元115与所述激光干涉仪15电性连接，用于控制所述激光干涉仪15对所述待抛光物件200的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。

在本实施例中，所述主控子单元111分别与所述激光控制子单元112、所述整形控制子单元113、所述运动控制子单元114及所述检测控制子单元115电性连接，用于根据所述检测控制子单元115得到的面形检测数据按照所述目标抛光效果对所述激光控制子单元112对应的激光参数、所述整形控制子单元113对应的整形参数及所述运动控制子单元114对应的运动参数进行配置，以使所述激光控制子单元112、所述整形控制子单元113及所述运动控制子单元114按照各自对应的工作参数分别对所述激光发射器12、所述光束整形器132及所述移动平台14的工作状态进行控制，从而使得所述待抛光物件200的待抛光表面达到所述目标抛光效果。

在本实施例中，所述目标抛光效果可采用目标面形数据进行表示，所述主控子单元111通过将所述检测控制子单元115得到的面形检测数据与所述目标面形数据进行比较，并根据所述目标面形数据与所述面形检测数据之间的差值对所述激光发射器12的激光参数、所述光束整形器132的整形参数及所述移动平台14的运动参数进行调整配置，以使所述激光发射器12、所述光束整形器132及所述移动平台14按照各自对应的工作参数运行，从而对所述待抛光物件200的待抛光表面进行高精度的激光抛光处理，使所述待抛光物件200的待抛光表面的最终抛光效果能够达到所述目标抛光效果。

请参照图4，是本申请实施例提供的激光抛光方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述激光抛光方法应用于上述的激光抛光系统10，下面对图4所示的激光抛光方法的具体流程和步骤进行详细阐述。

步骤S210，控制单元11控制激光发射器12按照当前激光参数发射激光。

在本实施例中，所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长，上述的激光参数可由所述控制单元11根据所述待抛光物件200当前的抛光效果按照目标抛光效果进行配置。其中，若生产所述待抛光物件200所采用的材料的激光加工能量阈值为A，则所述激光发射器12对应的激光能量数值应当处于0.9A～2.5A内。

步骤S220，所述控制单元11控制光束整形组件13按照当前整形参数对所述激光进行整形。

在本实施例中，所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率，上述的整形参数可由所述控制单元11根据所述待抛光物件200当前的抛光效果按照目标抛光效果进行频谱分析的方式进行配置，所述光束整形组件13中的聚焦透镜131可根据焦距需求采用不同的透镜进行更换，以满足所述光束整形组件13最终需要达到的整形参数。

步骤S230，所述控制单元11控制移动平台14按照当前运动参数进行运动，以使整形后的激光对所述移动平台14上的待抛光物件200的待抛光表面进行扫描抛光。

在本实施例中，所述运动参数包括所述移动平台14带动所述待抛光物件200运动时的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间，上述的整形参数可由所述控制单元11根据所述待抛光物件200当前的抛光效果及所述光束整形组件13当前的整形参数按照目标抛光效果进行配置。所述移动平台14上的待抛光物件200需要预先采用乙醇等溶剂去除有机残留物和油，然后使用水溶剂超声清洗等方式进行深层次清洗，得到较为干净的所述待抛光物件200。所述待抛光物件200在被安装在所述移动平台14上时，需确保所述待抛光物件200的中心位置位于经所述光束整形组件13整形后的激光对应的指示区域内，并同时调节所述移动平台14使得所述待抛光物件200在所述激光作用下的反射光位于某个指定区域内，从而使得经所述光束整形组件13整形后的激光在所述移动平台14的运动作用下于所述待抛光物件200的待抛光表面上进行扫描抛光。

步骤S240，在所述激光发射器12完成抛光处理后，所述控制单元11控制所述移动平台14旋转至所述待抛光物件200的待抛光表面与激光干涉仪15的检测光路延伸方向垂直，并控制所述激光干涉仪15对所述待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。

在本实施例中，当所述激光发射器12的激光发射时长所对应的时间被消耗完毕时，所述控制单元11将判定所述激光发射器12完成抛光处理完成了抛光处理，并控制所述移动平台14旋转至所述待抛光物件200的待抛光表面与激光干涉仪15的检测光路延伸方向垂直，然后控制所述激光干涉仪15对所述待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。其中，若所述激光发射器12是初次对所述待抛光物件200的待抛光表面进行抛光时，所述激光发射器12的激光发射时长需确保所述激光发射器12发射的激光能够使所述待抛光物件200的待抛光表面被抛光得透亮。

步骤S250，所述控制单元11判断所述面形检测数据是否满足目标抛光效果。

在本实施例中，所述控制单元11通过将所述面形检测数据与所述目标抛光效果对应的目标面形数据进行比对的方式，判断所述面形检测数据是否满足目标抛光效果，并在不满足所述目标抛光效果时，执行步骤S260，并跳转到步骤S210继续执行，直至得到的所述面形检测数据满足目标抛光效果为止。

步骤S260，所述控制单元11控制所述移动平台14回转到原位，根据所述面形检测数据及所述目标抛光效果对所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数进行调整。

在本实施例中，若所述控制单元11判定所述面形检测数据不满足目标抛光效果时，所述控制单元11将根据所述面形检测数据与所述目标抛光效果对应的目标面形数据之间的差值，对所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数进行调整，并控制所述移动平台14回转到经所述光束整形组件13整形后的激光能够投射到所述待抛光物件200的待抛光表面上的原位处，然后跳转到所述步骤S210继续执行，直至最后一次检测得到的所述面形检测数据满足目标抛光效果为止，从而通过激光加工与干涉仪测试的结合，实现对所述待抛光物件200的待抛光表面进行的高精度抛光处理，提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。

在本实施例中，当所述激光抛光系统10需要对待抛光物件200进行初次抛光处理时，可先由所述激光抛光系统10中的控制单元11控制所述激光干涉仪15对所述待抛光物件200的还未抛光的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据，然后由所述激光抛光系统10中的控制单元11对所述激光发射器12对应的激光参数、所述光束整形组件13对应的整形参数及所述移动平台14对应的运动参数进行配置，使所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14按照各自对应的工作参数运行，以实现对所述待抛光物件200进行初次抛光处理。

例如，若一个待抛光物件200在进行清洗后通过显微测试得到的表面粗糙度Ra为165nm，面形数据PV为5μm，则所述激光抛光系统10可采用激光能量与该待抛光物件200的激光加工能量阈值相等的激光进行扫描抛亮，此时所述激光抛光系统10会通过所述激光干涉仪15检测该待抛光物件200在被安装到所述移动平台14上的去倾斜后的面形检测数据。假定该去倾斜后的面形检测数据PV为4.5μm，而该待抛光物件200的目标抛光效果要求达到表面粗糙度Ra为0.8nm，面形数据PV为0.6μm的状态，然后所述激光抛光系统10中的控制单元11会配置所述激光发射器12的激光参数、所述光束整形组件13的整形参数及所述移动平台14的运动参数，以使所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14基于各自的工作参数对所述待抛光物件200进行初次抛光。此时所述激光发射器12的激光参数包括数值为35W的激光功率，该激光发射器12发射的激光是激光波长为10.6μm的，最大功率为60W的，最大作用面积为16mm²的，脉宽形状为高斯光束的激光；所述光束整形组件13的整形参数包括数值为400mm的聚焦透镜131焦距，光束整形后的光斑直径为3mm且该光斑的峰值去除率为10μm；所述移动平台14的运动参数包括数值为0.5的扫描激光搭接率。

所述激光抛光系统10在所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14完成对所述待抛光物件200的初次抛光后，假定通过所述激光干涉仪15再次检测该待抛光物件200的去倾斜后的面形检测数据为2.3μm，则控制单元11会再次配置所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数，使所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14基于各自对应的重新配置后的工作参数对所述待抛光物件200进行再次抛光。此时所述激光参数包括数值为25W的激光功率；所述光束整形组件13的整形参数包括数值为500mm的聚焦透镜131焦距，光束整形后的光斑直径为2.1mm且该光斑的峰值去除率为7μm；所述移动平台14的运动参数包括数值为0.6的扫描激光搭接率。

此后，所述激光抛光系统10再次通过所述激光干涉仪15检测该待抛光物件200的去倾斜后的面形检测数据假定为1.3μm，所述控制单元11会再次配置所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数，其中所述激光参数包括数值为20W的激光功率；所述整形参数包括数值为500mm的聚焦透镜131焦距，光束整形后的光斑直径为1mm且该光斑的峰值去除率为3μm；所述运动参数包括数值为0.7的扫描激光搭接率。所述激光抛光系统10通过这样的多次迭代地获取面形检测数据，然后对所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数进行配置，再让所述激光发射器12、所述光束整形组件13及所述移动平台14按照各自对应的工作参数对所述待抛光物件200进行抛光的方式，使得所述待抛光物件200能够最终达到表面粗糙度Ra为0.8nm，且面形数据PV为0.6μm的目标抛光效果。

综上所述，本申请实施例提供的激光抛光系统及方法中，所述激光抛光系统通过激光加工与干涉仪测试的结合，对待抛光物件的待抛光表面进行高精度抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。所述激光抛光系统包括控制单元、激光发射器、光束整形组件、移动平台及激光干涉仪。待抛光物件固定在所述移动平台上，并由所述移动平台携带所述待抛光物件运动。所述激光发射器用于发射激光，所述光束整形组件设置在所述激光发射器的激光光路上，用于对所述激光发射器发射的激光进行光束整形，并将整形后的激光投射到所述待抛光物件的待抛光表面上进行激光抛光。所述控制单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述移动平台上的所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据。所述控制单元还分别与所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台电性连接，用于根据来自所述激光干涉仪的面形检测数据对所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台各自的工作状态进行控制，从而通过激光加工与干涉仪检测相互结合的方式，实现对所述待抛光物件上的待抛光表面进行高精度的抛光处理，以提高满足目标抛光效果的物件抛光成品率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光抛光系统，其特征在于，所述系统包括控制单元、激光发射器、光束整形组件、移动平台及激光干涉仪；

待抛光物件固定在所述移动平台上，并由所述移动平台携带所述待抛光物件运动；

所述激光发射器用于发射激光，所述光束整形组件设置在所述激光发射器的激光光路上，用于对所述激光发射器发射的激光进行光束整形，并将整形后的激光投射到所述待抛光物件的待抛光表面上进行激光抛光；

所述控制单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述移动平台上的所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述控制单元还分别与所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台电性连接，用于根据来自所述激光干涉仪的面形检测数据对所述激光发射器、所述光束整形组件及所述移动平台各自的工作状态进行控制，以使所述待抛光物件上的待抛光表面达到目标抛光效果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动平台设置在所述激光干涉仪的探测光路延伸方向，与经所述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向相交的位置处。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光干涉仪的探测光路延伸方向与经所述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向之间的夹角范围为45°～90°。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述待抛光物件的待抛光表面垂直于所述移动平台的承载面，并固定设置在所述移动平台的承载面上，以使所述移动平台的承载面带动所述待抛光物件运动。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，经所述光束整形组件整形后的激光的光路延伸方向与所述待抛光物件的待抛光表面的法线方向之间的夹角范围为0°～20°。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，经所述光束整形组件整形后的激光在所述移动平台的作用下，于所述待抛光物件的待抛光表面上扫描时的扫描激光搭接率范围为0.4～0.8。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其特征在于，所述光束整形组件包括聚焦透镜及光束整形器；

所述聚焦透镜设置在所述激光发射器与所述光束整形器之间，用于将对所述激光发射器发射的激光进行聚焦，并将聚焦后的激光传输给所述光束整形器，由所述光束整形器对所述聚焦后的激光进行光束整形后投射到所述待抛光物件的待抛光表面上。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光束整形组件还包括第一偏转镜及第二偏转镜；

所述第一偏转镜设置在所述激光发射器与所述聚焦透镜之间，用于将所述激光发射器发射的激光偏转投射到所述聚焦透镜上；

所述第二偏转镜设置在所述光束整形器与所述待抛光物件之间，用于将经所述光束整形器整形后的激光偏转投射到所述待抛光物件的待抛光表面上。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制单元包括主控子单元、激光控制子单元、整形控制子单元、运动控制子单元及检测控制子单元；

所述激光控制子单元与所述激光发射器电性连接，用于控制所述激光发射器按照当前激光参数发射激光，其中所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长；

所述整形控制子单元与所述光束整形器电性连接，用于控制所述光束整形器按照当前整形参数对来自所述激光发射器进行光束整形，其中所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率；

所述运动控制子单元与所述移动平台电性连接，用于控制所述移动平台按照当前运动参数携带所述待抛光物件进行旋转或平移，其中所述运动参数包括所述移动平台带动所述待抛光物件运动时的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间；

所述检测控制子单元与所述激光干涉仪电性连接，用于控制所述激光干涉仪对所述待抛光物件的待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述主控子单元分别与所述激光控制子单元、所述整形控制子单元、所述运动控制子单元及所述检测控制子单元电性连接，用于根据所述检测控制子单元得到的面形检测数据按照所述目标抛光效果对所述激光控制子单元对应的激光参数、所述整形控制子单元对应的整形参数及所述运动控制子单元对应的运动参数进行配置，以使所述待抛光物件的待抛光表面达到所述目标抛光效果。

10.一种激光抛光方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任意一项所述的激光抛光系统，所述方法包括：

控制单元控制激光发射器按照当前激光参数发射激光，其中所述激光参数包括激光能量、激光频率、激光功率及激光发射时长；

所述控制单元控制光束整形组件按照当前整形参数对所述激光进行整形，其中所述整形参数包括光束整形后的光斑形状、光斑尺寸及光斑尺寸峰值去除率；

所述控制单元控制移动平台按照当前运动参数进行运动，以使整形后的激光对所述移动平台上的待抛光物件的待抛光表面进行扫描抛光，其中所述运动参数包括所述移动平台带动所述待抛光物件运动时的激光扫描路径信息、激光扫描速率、扫描激光搭接率及激光扫描驻留时间；

在所述激光发射器完成抛光处理后，所述控制单元控制所述移动平台旋转至所述待抛光物件的待抛光表面与激光干涉仪的检测光路延伸方向垂直，并控制所述激光干涉仪对所述待抛光表面进行抛光面形检测，得到对应的面形检测数据；

所述控制单元判断所述面形检测数据是否满足目标抛光效果，并在不满足时控制所述移动平台回转到原位，根据所述面形检测数据及所述目标抛光效果对所述激光参数、所述整形参数及所述运动参数进行调整，并跳转到所述控制单元控制激光发射器按照当前激光参数发射激光的步骤继续执行，直至所述面形检测数据满足所述目标抛光效果。