CN112935539A - 加工过程监测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种加工件加工过程监测方法和系统，监测方法包括步骤：在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域；通过第一显示区域显示加工过程的监测参数；在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系；根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。进而能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观。

Description

加工过程监测方法和系统

技术领域

本申请涉及加工领域，尤其涉及一种激光加工过程中，加工过程的监测方法和系统。

背景技术

对工业加工过程进行自动化精密监控是行业长久以来存在的业务需求，从早期的人工视觉监控一直发展到当今使用各种传感器进行自动化各维度监控。一般的传感器监测方法是通过软件界面将工业加工状态反应出来，以便后期人为识别和分析整个加工过程。

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。

本发明人在研究开发过程中发现，由于激光加工过程等工业加工过程中存在高能量激光泄露、过程信号难于实时表征加工缺陷等原因，现有加工检测方案中，存在加工过程中实时过程监测能力不足，显示界面操作不够人性化等问题。

发明内容

本申请提出加工件加工过程监测方法和系统，能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观，也增加了工业监控方法的适用性。

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加工件加工过程监测方法，包括以下步骤：

在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域；

通过第一显示区域显示加工过程的监测参数；

在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；

建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系；

根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

上述加工件加工过程监测方法，能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观，在实际检测应用时，专业操作员通过第一显示区域201分析数据，非专业操作员可以通过第二显示区域识别检测过程，也增加了工业监控方法的适用性，特别对于激光加工过程的实时检测中，本申请提供的方法将激光加工路径和光信号检测参数对应关系通过可视化图像进一步表征，使得复杂的激光加工参数可以通过可视化图像直观展现给作业员。

结合第一方面，在一些实施例中，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，还包括：发送所述对应关系给远程监控设备，根据远程监控设备上预存的加工区域可视化图像，在第二显示区域显示加工区域上对应监测参数的位置图示。进而可以适用与远程监控监测过程，避免了激光焊接等在危险操作环境中对作业员的不利影响。

结合第一方面，在一些实施例中，在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域，还包括：在一个物理显示界面上划分第一显示区域和第二显示区域，通过第二显示区域上对应监测参数的位置图示表征第一显示区域上加工过程的监测参数的物理意义。

结合第一方面，在一些实施例中，第一显示区域显示监测参数具体为：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，所述电信号用于表征加工过程行驶路径上的激光加工质量。

结合第一方面，在一些实施例中，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，包括：在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。

结合第一方面，在一些实施例中，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，包括：在第二显示区域上，通过在加工件加工区域上鼠标画出或软件拟合出加工路径轨迹，建立在第一显示区域显示的加工过程的监测参数与第二显示区域显示的加工路径轨迹关系，根据加工路径轨迹关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，方便的提供加工产线现场作业。。

结合第一方面，在一些实施例中，在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像为一维数字图示、二维图像照片、三维产品图像和产品透视图中的一种或多种。

结合第一方面，在一些实施例中，根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括以下步骤：加工件加工过程中，根据所述对应关系，在可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。

结合第一方面，在一些实施例中，根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括以下步骤：根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域。

第二方面，本申请实施例提供一种加工件加工过程监测系统，包括：数据采集模块，用于接收激光加工过程中加工区域的光辐射信号，并将所述光辐射信号进行光电转换成电信号，其中光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号和加工激光反射信号中的一种或多种；显示模块，具有第一显示区域和第二显示区域，通过第一显示区域显示激光加工过程的监测参数；通过第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；所述检测参数包括：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，通过电信号表征加工过程行驶路径上的激光加工质量；数据处理模块，用于建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，根据所述对应关系在显示模块可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

结合第二方面，在一些实施例中，数据处理模块在建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系后，在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。

结合第二方面，在一些实施例中，数据处理模块用于在加工件加工过程中，根据所述对应关系，通过可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。

结合第二方面，在一些实施例中，监测系统还包括成像模块；数据处理模块根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；成像模块根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域。

本申请提供加工件加工过程监测方法和系统，能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观，在实际检测应用时，专业操作员通过第一显示区域分析数据，非专业操作员可以通过第二显示区域识别检测过程，也增加了工业监控方法的适用性，特别对于激光加工过程的实时检测中，本申请提供的方法将激光加工路径和光信号检测参数对应关系通过可视化图像进一步表征，使得复杂的激光加工参数可以通过可视化图像直观展现给作业员。

附图说明

图1为本申请实施例加工件加工监测系统应用于激光焊接质量在线检测示意图；

图2-1为本申请实施例加工件加工监测界面显示效果示意图；

图2-2为本申请实另一实施例提供加工过程监测显示界面示意图；

图2-3为本申请实施例数据位置的批量分析对比示意图；

图2-4为本申请再一实施例提供一种加工件加工过程监测显示界面；

图3为本申请实施例中加工件加工过程监测方法流程图；和

图4为本申请实施例中加工件加工过程监测系统结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在 A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二等来描述设定阈值，但这些设定阈值不应限于这些术语。这些术语仅用来将设定阈值彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一设定阈值也可以被称为第二设定阈值，类似地，第二设定阈值也可以被称为第一设定阈值。

本申请实施例涉及的“用户界面”，是指，电子设备的显示屏显示的界面。用户界面可包括任意应用界面。用户界面还包括状态栏等。

本申请实施例涉及的“显示要素”，是指应用界面显示的内容，包括各应用界面所展示的供用户查看的内容以及供用户执行操作的内容。

本申请实施例涉及的“多个”，是指大于或者等于两个。

目前，市场上存在的工业加工件在加工过程监测系统，比如激光焊接工艺检测设备中，在沿着激光加工光束的激光束轴线进行焊接的过程中，会因保护气异常、功率衰减、离焦量变化、保护镜污染、间隙变化等原因产生各种激光焊接缺陷，比如虚焊，激光加工点表面污染、未熔透、焊瘤、塌陷、飞溅、焊缝偏离等焊接缺陷。在激光焊接工序中相关缺陷的问题属于焊接缺陷，难以被发现，从而给产品质量带来隐患一直是困扰制造商。特别是在一些质量要求较高的行业，如电池、精密消费电子领域的批量化生产中，是制造商急需解决的技术问题。动力电池焊接领域中防爆阀密封焊接，该工艺要求防爆阀与盖板保证完全密封焊接，不能有漏焊，虚焊，偏焊导致的密封不了情况。极耳焊接部分，需要将铜片和铝材焊接在一起，由于不同材料焊接工艺以及薄片焊接时变形等特点，容易出现虚焊情况，出现焊接不良结构。电池壳体密封焊接，是动力电池的重要工序，其焊接质量对电池整体的密封性及耐压强度，产生直接影响，从而影响使用寿命和安全性能。电池组串并联焊接，也是电池组输出效率好坏的一个重要工序，其难点在于需要保证焊接的熔接深度和熔接强度。

首先介绍本申请实施例涉及的加工件在加工过程监测系统。请参阅图1，本申请实施例提供的加工件加工监测系统。本监测系统可以适用多种应用环境，例如，用于加工件在激光切割时的切割质量监控、也可以用于加工件在激光焊接时的焊接质量监控、也可以用于3D打印时焊接质量监控、可以是在工业制造时制造过程的实时过程监控、还可以是某些环境测试点过程实时监控等，本申请实施例不作限定。

如图1所示，本加工件加工监测系统应用于激光焊接质量在线检测，包括激光加工头1、合束镜4、分光元件5和光辐射信号检测模块8，合束镜4与激光加工头1的主光路形成45°夹角，合束镜4与分光元件5平行放置，激光加工头1的反射光通过合束镜4反射给分光元件5，再通过分光元件5反射进入光辐射信号检测模块8；在合束镜4与光辐射信号检测模块8之间的光路上设置有光强调节器9，光强调节器9对整体的光强进行调整控制。光强调节器9内置光衰减片，通过光衰减片用于对光辐射强度进行衰减控制，光衰减片可根据工艺需求，选用不同比例的衰减值，通过更换不同衰减比例的光衰减片从而达到控制光强的目的。分光元件5采用分光镜，分光镜是一种将光信号部分反射和部分透过的镜。检测装置还包括成像模块20。

光辐射信号检测模块8具有光电传感器用于接收光辐射信号，具有用于将辐射光信号聚焦到光电传感器有效范围的聚焦镜7。信号处理电路11用于将光电传感器接收到的信号进行放大分析处理。光电传感器可以为用于接收可见光波段、激光反射波段、红外光波段等不同波段的光辐射信号的光电感应器，将各个不同的光辐射信号转化为电信号，输出给信号处理电路对信号进行加工，用于后续对激光加工质量的分析判断。

本实施例中，激光束与材料加工区域2产生的光辐射信号3，会通过激光加工头1中的合束镜4，将光辐射信号引导进入本装置内，与信号光束成45°的第一个分光元件5将信号光束分为两部分光辐射信号，一路通过反射垂直转向成像模块20，另一部分通过透射传递到第二个分光元件5，然后通过聚焦镜7 汇聚到光电传感器的光敏工作区，为了让光电传感器获得指定的光辐射信号，在光电传感器前设有一个带通滤光片(图未示)，用于过滤出指定光辐射信号。光辐射信号被光电传感器转化为电信号，输出给信号处理电路11进行调制放大等，然后输出给激光加工质量分析系统12。可见，通过对激光束加工产生的光辐射信号进行引导，分解，获得各种与焊接质量相关信号，通过信号处理电路 11、激光加工质量分析系统12获得与激光加工质量高度相关的结果。

具体的，光辐射信号检测模块8用于接收辐射光并将辐射光转化为对应的光强电信号，可以包括：红外辐射信号传感器，可见光辐射信号传感器，激光加工反射信号传感器。一般的，红外辐射信号传感器可以对应接收波长在1250 nm至1700nm区间的红外辐射信号。可见光辐射信号传感器可以对应接收400 nm至700nm区间的可见光辐射信号。激光加工反射信号传感器可以对应接收实际激光加工时的加工激光反射信号，比如加工激光波长有915nm、1064nm、 1080nm等。加工激光的波长与实际使用激光器波长相关。本领域技术人员可以理解，本申请通过光辐射信号检测模块8接收的激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号与单点光电传感器本身可检测的光谱相关。在一些使用环境中，红外辐射信号适宜区间可以在1250nm至1700nm区间之外进行扩展。在一些使用环境中，可见光辐射信号可以在400nm至700nm区间外扩展。或者相关光辐射信号可以为相关区间的某一段或者某些特定光谱。比如特定蓝光、特定绿光等。本申请实施例通过红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号三段取值，可以对比表征激光加工质量，进而可以更为精准的进行激光加工件加工点质量检测。

具体的，光辐射信号检测模块8进一步包括信号处理电路11，进而光辐射信号检测模块8可以直接将接收到辐射信号进行光电转换成数字电信号并输出给激光加工质量分析系统12。请结合图2所示，本申请实施例提供的加工件加工监测界面显示效果示意图中，光辐射信号检测模块8通过可见光辐射信号传感器获得对应的电压值V1，通过激光加工反射信号传感器获得对应的电压值 V2，通过红外辐射信号传感器获得对应的电压值V3，分别将对应V1、V2和 V3通过增益调整后输出调整电信号。这里的增益调整可以理解为：为了通过电压值更直观方便的表征对应激光加工点的加工点质量值，适当将V1、V2和V3 电压值大小分别在一定范围内对应调整，使得电压值得变动可以直观反映激光加工点的加工点质量变化。本申请实施例中，通过单点光电传感器将接收到辐射信号进行光电转换成电信号，进而得到的电信号可以为 V＝m*V1+n*V2+k*V3，其中m、n、k都为常数，且m+n+k＝1。

本申请根据激光加工点的实际加工点质量值，建立激光加工点加工点质量值与电信号的对应关系，包括：分别将激光加工标准件每个加工点对应的V1、 V2和V3电压值与激光加工点的加工点质量值建立对应关系；该对应关系用于根据在激光加工路径上激光加工点对应的调整电信号的大小，来反映激光加工点的加工点质量值；可以理解，本申请实施例所描述的加工点质量值包括：加工点是否有虚焊、飞溅，焊瘤、表面污染等。调整电信号的变化可以单独反映加工点质量变化，也可以反映加工点质量的加权变化。

进一步的，根据对应关系生成用于激光加工点加工点质量检测的表征数据，还包括：根据预存的激光加工标准件每个加工点对应的正常调整电信号，确定激光加工过程中，激光加工点实时加工点质量检测的表征数据是否符合正常标准。本申请实施例中，当激光加工过程中，比如批量焊接某一类加工件时，需要实时检测这一类加工件的焊接点加工点质量是否满足产品合格要求。根据前述方案，需要实时检测该批激光加工件相同或相似部位的上述加工点的光辐射信号，进而建立实时激光加工点加工点质量值与电信号的对应关系。因实时得到对应关系需要标准参照表来对照判断，比如需要确定预存标准加工点加工点质量值与电压的对应关系，进而根据实时得到的电压值去判断实时加工点加工点质量值是否异常。可以理解，预存标准加工点加工点质量值与电压的对应关系可以是一个包络面，即在相同激光加工路径中，若干个激光加工点拟合形成的标准加工点加工点质量值与电压的对应曲线可以有上限和下限。当实时激光加工点加工点质量值与电信号拟合的加工路径上的对应关系满足标准加工点加工点质量值与电压的对应关系的上下限之间时，则判断实时激光加工点加工点质量值满足激光加工标准。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对加工件加工监测系统的具体限定。在本申请另一些实施例中，光辐射信号检测模块8可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

激光加工质量分析系统12可以为带处理器的显示设备，该显示设备用于显示图像，视频等。显示设备包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystaldisplay，LCD)，有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)等。在一些实施例中，激光加工质量分析系统12可以包括1个或N个显示屏，N为大于1的正整数。

成像模块20可以通过ISP，摄像头，视频编解码器，GPU，显示屏以及应用处理器等实现拍摄功能。ISP用于处理摄像头反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点，亮度，肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。

成像模块20用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。

本加工件加工监测系统还可以包括外部存储器接口，用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展设备的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口与处理器通信，实现数据存储功能。例如将图片，视频等文件保存在外部存储卡中。

本加工件加工监测系统还可以包括内部存储器，用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器通过运行存储在内部存储器的指令，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。内部存储器可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序等。存储数据区可存储设备使用过程中所创建的数据等。此外，内部存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flashstorage，UFS) 等。

本加工件加工监测系统还可以包括检测告警指示器，该指示器可以是指示灯，可以用于指示异常状态，也可以用于指示消息，通知等。

本加工件加工监测系统中，激光加工质量分析系统12还包括应用程序软件。通过内容提供器用来存放和获取数据，并使这些数据可以被应用程序访问。所述数据可以包括视频，图像，音频等。视图系统包括可视控件，例如显示文字的控件，显示图片的控件等。视图系统可用于构建应用程序。显示界面可以由一个或多个视图组成的。例如，包括通知图标的显示界面，可以包括显示文字的视图以及显示图片的视图。通知管理器使应用程序可以在状态栏中显示通知信息，可以用于传达告知类型的消息，可以短暂停留后自动消失，无需用户交互。比如通知管理器被用于告知下载完成，消息提醒等。通知管理器还可以是以图表或者滚动条文本形式出现在系统顶部状态栏的通知，例如后台运行的应用程序的通知，还可以是以对话窗口形式出现在屏幕上的通知。例如在状态栏提示文本信息，发出提示音，电子设备振动，指示灯闪烁等。

以下，将结合附图2对本申请实施例进行具体介绍。在本实施例中，加工件加工过程监测系统通过在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域，方便终端客户操作，提升用户体验。

参照图3所示，为本申请实施例提供的一种加工件加工过程监测方法200 的流程图，该方法可以应用于加工件加工过程监测系统中，通过激光加工质量分析系统12对经光辐射信号检测模块8检测和信号处理电路11处理后的信号进行数据处理。该方法200包括步骤210～250，具体如下：

步骤210：在显示界面上建立第一显示区域201和第二显示区域202；

步骤220：通过第一显示区域201显示加工过程的监测参数；

步骤230：在第二显示区域202显示加工件加工区域的可视化图像；

步骤240：建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系；

步骤250：根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

本申请实施例提出加工件加工过程监测方法，能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观，在实际检测应用时，在一段从起始加工到结束加工之间连续完整的加工过程中，专业操作员通过第一显示区域201分析数据，非专业操作员可以通过第二显示区域识别整个加工件的全局图像检测过程，使得操作员可以直观的将连续完整的加工过程，通过可视化图像建立直观对应体验，使得直接拿到一个加工后的加工件后，可以直觉对应到参数发生位置处，也增加了工业监控方法的适用性。特别对于激光加工过程的实时检测中，本申请提供的方法将激光加工路径和光信号检测参数对应关系通过可视化图像进一步表征，使得复杂的激光加工参数可以通过可视化图像直观展现给作业员。

进一步的，本申请加工件加工过程监测方法200中，步骤210在显示界面上建立第一显示区域201和第二显示区域202，还包括：在一个物理显示界面上划分第一显示区域201和第二显示区域202，通过第二显示区域202上对应监测参数的位置图示表征第一显示区域201上加工过程的监测参数的物理意义。这样在一般环境要求下，同一个加工件加工站点，不同专业水平的操作员可以共享一个操作界面去做适应性新监控，增加了工业监控方法的适用性。

进一步的，本申请加工件加工过程监测方法200中，步骤240建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，还包括：发送该对应关系给远程监控设备，根据远程监控设备上预存的加工区域可视化图像，在第二显示区域202 显示加工区域上对应监测参数的位置图示。本实施例可以适用与远程监控监测过程，避免了激光焊接等在危险操作环境中对作业员的不利影响。

进一步的，本申请提出的加工件加工过程监测方法200中，第一显示区域显示监测参数具体为：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，所述电信号用于表征加工过程行驶路径上的激光加工质量。可以理解，显示监测参数还可以为激光加工件加工过程时间点和对应时间点检测质量电信号。在一些场景中，显示监测参数还可以为激光加工件加工某些配置加工点与对应加工点的检测质量电信号。可以理解，为避免局部图像的不直观显示，本申请实施例描述的加工件加工区域的可视化图像为加工件加工区域的全局图像。该全局图像可以表征从激光焊接开始到焊接结束的一段焊接期间，在全局图像的激光焊接轨迹。

一种应用场景中，光辐射信号检测模块8包括3路传感器，具体为红外辐射信号传感器，可见光辐射信号传感器，激光加工反射信号传感器。第一显示区域201显示加工过程的监测参数可以包括显示监测参数包括如下三种：加工过程行驶路径和对应的可见光辐射信号传感器获得对应的电压值V1，加工过程行驶路径和对应的激光加工反射信号传感器获得对应的电压值V2，加工过程行驶路径和对应的红外辐射信号传感器获得对应的电压值V3。三种检测参数与加工过程行驶路径分别建立三个对应参数去共同表征激光加工质量。

进一步的，本申请提出的加工件加工过程监测方法，步骤240建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，包括：在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。进而在加工过程行驶路径和不同传感器获得电压值信号V1、V2、V3建立三个对应参数后，分别通过第二显示区域202显示加工件加工区域的可视化图像与三个对应参数的对应关系。进而如图2所示，第二显示区域202上方图像为加工件加工过程监测系统加载或实时拍摄的可视化图像，进而方便作业员直观了解所加工的产品图像。其中，结合第一显示区域201 所显示加工过程行驶路径以0、2000、4000、6000、8000、10000、12000的刻度显示，第二显示区域202上方的可视化图像可以自动或手动标识出激光加工路径过程，比如图2的环形加工路径上，以0开始12000为终点顺时钟的加工过程暂时。可以理解，图像展示出的加工过程可以为大致对应关系、也可以为精确路径对应模拟。进一步的，第二显示区域202下方的可以人工鼠标手绘或者系统自动识别出大致类似的环形路线，进而通过环形路线的特征显示对应路径上的激光加工质量。本实施例中，第一显示区域201定义信号尖峰超出一定阈值表示特定意义的加工质量不合格。则对应的第二显示区域202下发拟合出的加工路径上通过路线断点位置表示对应的加工质量不合格。可以理解路线断点位置可以变更为线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合。

进一步的步骤240建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，具体包括：在第二显示区域202上，通过在加工件加工区域上鼠标画出或软件拟合出加工路径轨迹，建立在第一显示区域201显示的加工过程的监测参数与第二显示区域202显示的加工路径轨迹关系，根据加工路径轨迹关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，方便的提供加工产线现场作业。

请参阅图2-2，本申请另一实施例提供一种加工件加工过程监测显示界面示意图，本实施例中第一显示区域301显示激光加工件加工过程中实时加工路径上的检测信号。第二显示区域302显示加工区域的可视化图像。可以理解，第二显示区域302显示的加工区域的可视化图像图为螺旋激光焊接过程实时焊接轨迹或者延时加载的焊接轨迹。通过第二显示区域302可以看出实际加工路径从大致圆心0处向外螺旋扩展到环形路径22π处，对应到第一显示区域301中激光加工检测信号横轴刻度3615，其中，信号监测参数横轴刻度与实时轨迹位置对应关系可以为：y＝(x-200)/3615*22π，200是横轴刻度留空区间，x为横轴刻度位置，y是横轴刻度x对应的实际加工环形路径拟合轨迹位置。

可以看出图2-2中，第一显示区域301显示加工过程的监测参数在五个区段出现信号突起，同时因信号参数值超出阈值10而截至。根据信号参数标准设定，超出阈值10认定激光焊接质量不良。同时可以看出不良的区域在焊接行程上的395、820、1430、2200、3175共五处焊接不良。

根据信号监测参数横轴刻度与实时轨迹位置对应关系，通过第二显示区域 302可以得知信号参数五处焊接不良区域对应在拟合到的0-22π的环形加工路径上，为1.18π、3.77π、7.49π、12.17π、18.11π环形区域部分的五个标粗点303出现激光焊接异常，进而操作员可以很直观的根据第二显示区域302显示加工件加工区域的可视化图像知道实际产品不良焊点位置。

请参阅图2-3数据位置的批量分析对比示意图，在一些应用场景中，通过数据位置的批量分析，图2-3中，通过上下两幅信号参数值看不出相关特性，通过结合第二显示区域302的显示加工件加工区域的可视化图像知道实际产品五个不良焊点位置的线性位置发生偏移，进而可以更为直接的根据可视化图像分析出这种原因可以为实际的工艺条件参数不一致导致的，比如加工件的位置未放置于正确位置、激光气嘴的设置位置发生变化等原因引起。

请参阅图2-4，本申请再一实施例提供一种加工件加工过程监测显示界面示意图中，显示加工过程的监测参数在末端区段(信号监测参数横轴刻度在2500 以后)出现信号突起，及信号参数值超出阈值10而截至。根据信号参数标准设定，信号监测参数横轴刻度在2500以后的焊接认定整体区段激光焊接质量不良。结合加工件加工区域的可视化图像，同时根据信号监测参数横轴刻度与实时轨迹位置对应关系，本次激光焊接最外环圈17.62π后整体焊接不良。

可以理解，本申请提出的加工件加工过程监测方法中，在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像为一维数字图示、二维图像照片、三维产品图像和产品透视图中的一种或多种。本申请提出的对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括：并根据图示结果，并发出声音报警信号。

本申请提出的加工件加工过程监测方法中：步骤250根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括步骤：加工件加工过程中，根据所述对应关系，在可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。进而通过将加工过程实时的检测参数，更加形象具体的在可视化图像上进行实时过程显示。

本申请提出的加工件加工过程监测方法中：步骤250根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括：根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域 202。可以理解，这里选定的分类可以为不合格品或者特点加工缺陷的产品等。当加工件加工过程监测系统包括图像扫描单元时，会实时或者延时将加工件图像上传到系统中，同时根据激光加工质量标准，判断出选定分类产品，比如激光加工合格的产品、加工不合格的产品和某一类加工缺陷产品等)，进而对判断出的选定分类产品进行实时拍照上传到第二显示区域202中。可选的，可以通过在显示界面上跳出新的显示框进行选定产品显示，也可以通过当前界面进行选定类别的产品进行显示。进而可以方便操作员或系统及时发现不良品进行实时判断监控或者远程监控。在一种应用环境中，本实施例提供的方法可以不用使用高成本的高速摄像机进行实时扫描成像所有加工件，而只需要发现加工不良产品后，使用低成本的低速摄像机进行扫描不合格产品，并上传图像，节约了加工成本。

请参阅图4，本申请实施例提供一种加工件加工过程监测系统400，包括：数据采集模块410、显示模块420和数据处理模块430；数据采集模块410，用于接收激光加工过程中加工区域的光辐射信号，并将所述光辐射信号进行光电转换成电信号，其中光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号和加工激光反射信号中的一种或多种；

显示模块420具有第一显示区域和第二显示区域，通过第一显示区域显示激光加工过程的监测参数；通过第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；所述检测参数包括：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，通过电信号表征加工过程行驶路径上的激光加工质量；

数据处理模块430用于建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，根据所述对应关系在显示模块可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

本实施例提出加工件加工过程监测系统400，能够对加工件加工过程进行实时监控加工过程并显示在操作界面上，设备操作方法简单，实时加工过程监控直观，在实际检测应用时，专业操作员通过第一显示区域分析数据，非专业操作员可以通过第二显示区域识别检测过程，也增加了工业监控方法的适用性，特别对于激光加工过程的实时检测中，本申请提供的方法将激光加工路径和光信号检测参数对应关系通过可视化图像进一步表征，使得复杂的激光加工参数可以通过可视化图像直观展现给作业员。

具体的，数据处理模块430在建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系后，在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。

本申请提出的加工件加工过程监测系统400中，数据处理模块430还用于在加工件加工过程中，根据所述对应关系，在可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。进而通过将加工过程实时的检测参数，更加形象具体的在可视化图像上进行实时过程显示。

在一些应用场景中，本申请提出的加工件加工过程监测系统400还包括成像模块(图为示)，该成像模块可安装于数据采集模块410上，用于对加工过程中的加工区域进行实时成像。具体的，数据处理模块410根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；成像模块根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域202。可以理解，这里选定的分类可以为不合格品或者特点加工缺陷的产品等。当加工件加工过程监测系统包括图像扫描单元时，会实时或者延时将加工件图像上传到系统中，同时根据激光加工质量标准，判断出选定分类产品，比如激光加工合格的产品、加工不合格的产品和某一类加工缺陷产品等)，进而对判断出的选定分类产品进行实时拍照上传到第二显示区域202中。可选的，可以通过在显示界面上跳出新的显示框进行选定产品显示，也可以通过当前界面进行选定类别的产品进行显示。进而可以方便操作员或系统及时发现不良品进行实时判断监控或者远程监控。在一种应用环境中，本实施例提供的方法可以不用使用高成本的高速摄像机进行实时扫描成像所有加工件，而只需要发现加工不良产品后，使用低成本的低速摄像机进行扫描不合格产品，并上传图像，节约了加工成本。

可以理解，本申请提供的一种加工件加工过程监测系统400结合本申请提供的一种加工件加工过程监测方法可以有效的将复杂检测环境下的工业参数监测简单直观的显示，方便了用户操作，扩展了工业设备实用范围。

本申请实施例提供的加工件加工过程监测方法和系统中，通过红外辐射信号传感器对应接收波长在1250nm至1700nm区间的红外辐射信号。通过可见光辐射信号传感器对应接收400nm至700nm区间的可见光辐射信号。通过激光加工反射信号传感器对应接收实际激光加工时的加工激光反射信号，比如加工激光波长有915nm、1064nm、1080nm等。加工激光的波长与实际使用激光器波长相关。进而本申请实施例通过红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号三段取值，可以结合对比表征出激光加工件加工点质量质量，进而可以更为精准的进行激光加工件加工点质量检测。

本领域技术人员可以理解，本申请通过单点光电传感器或者单点光电传感器接收的激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号与单点光电传感器本身可检测的光谱相关。在一些使用环境中，红外辐射信号适宜区间可以在1250nm 至1700nm区间之外进行扩展。在一些使用环境中，可见光辐射信号可以在400 nm至700nm区间外扩展。或者相关光辐射信号可以为相关区间的某一段或者某些特定光谱。比如特定频谱的蓝光、绿光等。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，任意一项功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种加工件加工过程监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域；

通过第一显示区域显示加工过程的监测参数；

在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；

建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系；

根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

2.根据权利要求1所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，还包括：发送所述对应关系给远程监控设备，根据远程监控设备上预存的加工区域可视化图像，在第二显示区域显示加工区域上对应监测参数的位置图示。

3.根据权利要求1所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，在显示界面上建立第一显示区域和第二显示区域，还包括：在一个物理显示界面上划分第一显示区域和第二显示区域，通过第二显示区域上对应监测参数的位置图示表征第一显示区域上加工过程的监测参数的物理意义。

4.根据权利要求1所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，第一显示区域显示监测参数具体为：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，所述电信号用于表征加工过程行驶路径上的激光加工质量。

5.根据权利要求4所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，包括：在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。

6.根据权利要求4所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，包括：在第二显示区域上，通过在加工件加工区域上鼠标画出或软件拟合出加工路径轨迹，建立在第一显示区域显示的加工过程的监测参数与第二显示区域显示的加工路径轨迹关系，根据加工路径轨迹关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

7.根据权利要求6所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，在第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像为一维数字图示、二维图像照片、三维产品图像和产品透视图中的一种或多种。

8.根据权利要求1至7任一项所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括以下步骤：

加工件加工过程中，根据所述对应关系，在可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。

9.根据权利要求8所述的加工件加工过程监测方法，其特征在于，根据所述对应关系在可视化图像上显示对应监测参数的位置图示，还包括以下步骤：

根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；

根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域。

10.一种加工件加工过程监测系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于接收激光加工过程中加工区域的光辐射信号，并将所述光辐射信号进行光电转换成电信号，其中光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号和加工激光反射信号中的一种或多种；

显示模块，具有第一显示区域和第二显示区域，通过第一显示区域显示激光加工过程的监测参数；通过第二显示区域显示加工件加工区域的可视化图像；所述检测参数包括：激光加工件加工过程行驶路径和对应行驶路径上检测质量电信号，通过电信号表征加工过程行驶路径上的激光加工质量；

数据处理模块，用于建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系，根据所述对应关系在显示模块可视化图像上显示对应监测参数的位置图示。

11.根据权利要求10所述的监测系统，其特征在于，数据处理模块在建立加工过程的监测参数与可视化图像的对应关系后，在可视化图像上通过线条标识出加工过程行驶路径，通过线条的颜色、粗细和样式中的一种或多种组合来表征加工过程中的加工质量。

12.根据权利要求10所述的监测系统，其特征在于，数据处理模块用于在加工件加工过程中，根据所述对应关系，通过可视化图像上显示实时加工位置变化下对应监测参数的位置图示。

13.根据权利要求11所述的监测系统，其特征在于，还包括成像模块；数据处理模块根据实时加工位置变化下，对满足预设条件的监测参数对应的位置点进行分类；成像模块根据分类的位置图示，扫描成像对应分类的加工件，并将扫描成像形成的图像上传到第二显示区域。

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