CN116079230A - 水导激光加工方法、装置、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水导激光加工方法、装置、系统及可读存储介质。方法包括：在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱；对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得到；确定可见光图像中加工孔的打孔信息；根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。本申请的方法，能够实时监控水导激光设备的实际打孔信息，并起到边加工边修正的作用，保证打孔过程中加工孔的质量，进而实现精准的微孔加工，大大提升加工效率。

Description

水导激光加工方法、装置、系统及可读存储介质

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其是涉及到一种水导激光加工方法、装置、系统及可读存储介质。

背景技术

水导激光加工通过水射流的冲刷和冷却使得水导激光加工工件质量高、锥度小、无重铸层和热影响区，因此广泛应用于航空航天、半导体、微电子、仪器仪表等领域，具有广泛的应用前景。

但由于水导激光本质也是由于热累计效应引起材料去除，故其加工精度也无法保证，具体存在下述缺陷：

1、孔圆度差，由于同一产品的材料无论厚度还是导热性都存在一些差异，这就会导致水导激光加工微孔过程时出现孔圆度差的畸形圆。

2、孔径一致性差，由于激光发射器输出功率具有波动性，材料本身厚度也会有差异，将导致孔径尺寸有差异。

3、孔径尺寸扩展困难，激光发射器的最大输出功率受限制，且耦合激光光斑的大小不可改变，所以孔径尺寸扩展较为困难。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种水导激光加工方法、装置、系统及可读存储介质，通过反射透镜反射的可见光实时监控打孔品质变化，以便及时修正加工参数，保证了微孔加工质量。

根据本申请的一个方面，提供了一种水导激光加工方法，包括：

在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱，反射透镜位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，反射透镜用于反射可见光并透过激光；

对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得到；

确定可见光图像中加工孔的打孔信息；

根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

可选地，根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备，具体包括：

若打孔信息和预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制水导激光设备停止工作；

若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据差值确定水导激光设备的修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作。

可选地，控制水导激光设备停止工作，具体包括：

关闭水导激光设备的激光发射器；

计时激光发射器的关闭时长；

若关闭时长大于或等于预设时长，关闭水导激光设备的供水机构。

可选地，加工件上设置有定位件；确定可见光图像中加工孔的打孔信息，具体包括：

获取可见光图像中定位件的定位坐标；

对可见光图像进行识别处理，确定可见光图像中加工孔的轮廓坐标；

根据定位坐标和轮廓坐标，确定可见光图像中加工孔的打孔信息。

可选地，采集反射透镜反射的可见光光谱之前，水导激光加工方法还包括：

获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息；

根据类别信息和预设打孔信息，匹配预设加工参数；

按照预设加工参数控制水导激光设备工作，以在加工件上加工加工孔。

根据本申请的另一方面，提供了一种水导激光加工装置，包括：

采集模块，用于在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱，反射透镜位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，反射透镜用于反射可见光并透过激光；

视觉处理模块，用于对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得到；以及，确定可见光图像中加工孔的打孔信息；

控制模块，用于根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

可选地，控制模块，具体用于若打孔信息和预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制水导激光设备停止工作；若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据差值确定水导激光设备的修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作。

可选地，控制模块，具体用于关闭水导激光设备的激光发射器；计时激光发射器的关闭时长；若关闭时长大于或等于预设时长，关闭水导激光设备的供水机构。

可选地，加工件上设置有定位件；视觉处理模块，具体用于获取可见光图像中定位件的定位坐标；识别对可见光图像进行识别处理，确定可见光图像中加工孔的轮廓坐标；根据定位坐标和轮廓坐标，确定可见光图像中加工孔的打孔信息。

可选地，水导激光加工装置还包括：

获取模块， 用于获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息；

匹配模块，用于根据类别信息和预设打孔信息，匹配预设加工参数；

控制模块，还用于按照预设加工参数控制水导激光设备工作，以在加工件上加工加工孔。

根据本申请再一个方面，提供了可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现上述水导激光加工方法的步骤。

根据本申请又一个方面，提供了一种水导激光加工系统，包括：

水导激光设备，用于发射激光光束和水束；

反射透镜，位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，反射透镜用于反射可见光并透过激光；

控制器，控制器包括：图像传感器，图像传感器用于采集反射透镜反射的可见光光谱，并对可见光光谱进行成像处理，得到可见光图像；处理器，与图像传感器和水导激光设备电连接，处理器用于确定可见光图像中加工孔的打孔信息，并根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

可选地，反射透镜与激光光束的光路之间的夹角在40°~50°之间；和/或，图像传感器位于与反射透镜反射的可见光的光束垂直的路径上。

可选地，水导激光设备包括：激光发射器，用于发射激光光束；供水机构，用于发射水束；耦合机构，耦合机构用于复合激光光束与水束以形成水束光纤，并射出水束光纤；聚焦装置，用于将激光光束聚焦于耦合机构。

借由上述技术方案，在水导激光设备按照预设加工参数对加工件进行打孔过程中，通过激光光束逆向传播特点获取光束的逆向的可见光，并利用所采集的可见光光谱生成包含已经加工出的加工孔的可见光图像。通过分析可见光图像可识别到加工件上加工孔的实时圆度、尺寸等打孔信息。通过比较打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息，判断已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符。并判断结果为依据进一步控制水导激光设备的后续操作，直到实际打孔信息满足预设打孔信息。从而能够实时监控水导激光设备的实际打孔信息，并起到边加工边修正的作用，保证打孔过程中加工孔的质量，进而实现精准的微孔加工，大大提升加工效率。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请实施例提供的水导激光加工方法的流程示意图；

图2示出了本申请实施例提供的水导激光加工装置的结构框图；

图3为示出了本申请实施例提供的水导激光加工系统的结构示意图。

附图标记：

301激光发射器，302反射透镜，303聚焦装置，304耦合机构，305图像传感器，400加工件。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“相接”到另一元件时，它可以直接连接或相接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“相接”可以包括无线连接或无线稠接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。

在本实施例中提供了一种水导激光加工方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101，在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱；

其中，如图3所示，反射透镜302位于水导激光设备的激光发射起点（激光发射器301的输出端）和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点（耦合机构304），反射透镜302能够反射可见光并透过激光。

进一步地，步骤101之前，该方法还包括：获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息；根据类别信息和预设打孔信息，匹配预设加工参数；按照预设加工参数控制水导激光设备工作。

其中，类别信息包括加工件的材质、硬度等影响加工参数设定的加工件基础信息。预设打孔信息是指用户需求的加工孔的相关信息，可由用户进行配置，例如预设打孔信息包括：圆度、图形、透光率、孔径和/或深度等。预设加工参数是指水导激光设备加工时需要进行调控的参数，例如，激光频率、激光脉宽、加工次数、水流速度、水流量、扫描速度等。

在该实施例中，预先存储不同加工件类别信息和预设打孔信息分别与预设加工参数之间的对应关系。在用户需要对加工件进行加工时，处理器获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息。并通过预存的对应关系匹配出与类别信息和预设打孔信息相对应的预设加工参数。最后，按照预设加工参数控制水导激光设备工作，从而能够使水导激光设备在加工件上加工出加工孔，实现了自动化的打孔操作，减少人工输入加工参数的误差，并降低了对用户操作水导激光设备的难度，提升了打孔效率，在保证打孔质量同时降低打孔成本。

步骤102，对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像；

其中，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得。具体地，如图3所示，水导激光设备的激光发射器301发射出激光光束，该激光光束经过反射透镜302时全部透过，然后被聚焦装置303聚焦在耦合机构304的喷嘴入口上方，并通过耦合机构304形成耦合光纤水柱（又称之为水束光纤），以一定压力从耦合机构304的喷嘴出口喷出，作用到加工件400表面，进行微孔（孔径1μm~500μm）加工。

在实际应用场景中，可通过图像传感器采集反射透镜反射的可见光的光谱，并生成可见过图像。图像传感器可以是CCD（Charge Coupled Device）相机、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）相机等，本申请不再一一例举。

步骤103，确定可见光图像中加工孔的打孔信息；

在该实施例中，当用户需要在加工件上开孔时，处理器按照预设打孔信息对应的预设加工参数控制水导激光设备对加工件进行加工。在水导激光设备按照预设加工参数对加工件进行打孔过程中，图像传感器采集加工上沿激光光束光路逆向传播的可见光，并利用采集到的可见光的光谱生成带有已经加工出的底孔的可见光图像。以便于利用可见光图像识别出打孔的实际情况，已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符，进而实现实际打孔信息的实时监控，有助于及时调整存在异常的打孔策略。

进一步地，加工件上设置有定位件。作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，步骤103，也即确定可见光图像中加工孔的打孔信息，具体包括如下步骤：

步骤103-1，获取可见光图像中定位件的定位坐标；

其中，在进行加工之前与现在加工加上配置至少一个定位件，例如，MARK点（基准点），以便于后续进行基准定位。

步骤103-2，对可见光图像进行识别处理，确定可见光图像中加工孔的轮廓坐标；

在实际应用场景中，可通过可见光图像中相邻像素之间的像素值差异识别可见光图像中加工孔的轮廓，并以可见光图像的坐标轴为基准确定加工孔轮廓上每个坐标点的坐标，也即轮廓坐标。当然，也可采用其他常规形式的识别方式确定轮廓坐标，本申请对此不做具体限定。

步骤103-3，根据定位坐标和轮廓坐标，确定可见光图像中加工孔的打孔信息。

在该实施例中，通过图像传感器获取加工件上定位件的坐标定位。并根据可见光图像识别实时底孔的轮廓坐标。以定位件的定位坐标与定位件尺寸之间的对应关系为依据，通过轮廓坐标即可确定可见光图像中加工孔的圆度、孔径等打孔信息。以便于利用可见光图像识别出打孔的实际情况，已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符，进而实现实际打孔信息的实时监控，有助于及时调整存在异常的打孔策略，或确定打孔是否顺利完成。

步骤104，根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

本申请实施例提出的水导激光加工方法，可以在水导激光设备按照预设加工参数对加工件进行打孔过程中，通过激光光束逆向传播特点获取光束的逆向的可见光，并利用所采集的可见光光谱生成包含已经加工出的加工孔的可见光图像。通过分析可见光图像可识别到加工件上加工孔的实时圆度、尺寸等打孔信息。通过比较打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息，判断已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符。并判断结果为依据进一步控制水导激光设备的后续操作，直到实际打孔信息满足预设打孔信息。从而能够实时监控水导激光设备的实际打孔信息，并及时进行拟合修正，起到边加工边修正的作用，保证打孔过程中加工孔的质量，进而实现精准的微孔加工，大大提升加工效率。

进一步地，作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展，为了完整说明本实施例的具体实施过程，步骤104，也即根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备，具体包括如下步骤：

步骤104-1，若打孔信息和预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制水导激光设备停止工作；

步骤104-2，若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据差值确定水导激光设备的修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作。

在该实施例中，通过比对打孔信息和预设打孔信息确定打孔信息和预设打孔信息之间差值。若该差值小于预设差值，说明实际加工出的加工孔与用户需求的加工孔差异较小，在允许的误差内，该加工孔符合用户加工要求，则可判定加工打孔完毕。此时控制水导激光设备停止工作，并输出提示信息，以提示用户加工完成，可进行后续操作。反之，若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，说明实际加工出的加工孔与用户需求的加工孔差异较大，则根据两者的差值确定修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作，以生成的激光光束能够作用在加工件的修正轨迹上，并继续进行打孔工序，直至重新检测到的差值小于预设差值。从而能够实现在水导激光加工过程中，实现对加工孔品质变化进行监测，以便及时修正加工孔圆度，调整加工孔加工尺寸等，使得加工孔能够更佳符合工艺要求，保证后续操作的质量。

在实际应用场景中，步骤104-1，也即控制水导激光设备停止工作具体包括：关闭水导激光设备的激光发射器；计时激光发射器的关闭时长；若关闭时长大于或等于预设时长，关闭水导激光设备的供水机构。

在该实施例中，当水导激光设备接收到停止工作的指令后，先控制激光发射器关闭，并维持供水机构继续发射水束，以通过水束持续进行设备和/或加工件的冲刷冷却。当激光发射器的关闭时长大于或等于预设时长，在控制水导激光设备的供水机构关闭，以完成全部加工过程。

进一步地，如图2所示，作为上述水导激光加工方法的具体实现，本申请实施例提供了一种水导激光加工装置200，该水导激光加工装置200包括：采集模块201、视觉处理模块202和控制模块203。

其中，采集模块201，用于在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱，反射透镜位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，反射透镜用于反射可见光并透过激光；

视觉处理模块202，用于对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得到；以及，确定可见光图像中加工孔的打孔信息；

控制模块203，用于根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

在该实施例中，在水导激光设备按照预设加工参数对加工件进行打孔过程中，通过激光光束逆向传播特点获取光束的逆向的可见光，并利用所采集的可见光光谱生成包含已经加工出的加工孔的可见光图像。通过分析可见光图像可识别到加工件上加工孔的实时圆度、尺寸等打孔信息。通过比较打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息，判断已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符。并判断结果为依据进一步控制水导激光设备的后续操作，直到实际打孔信息满足预设打孔信息。从而能够实时监控水导激光设备的实际打孔信息，并起到边加工边修正的作用，保证打孔过程中加工孔的质量，进而实现精准的微孔加工，大大提升加工效率。

进一步地，控制模块203，具体用于若打孔信息和预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制水导激光设备停止工作；若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据差值确定水导激光设备的修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作。

进一步地，控制模块203，具体用于关闭水导激光设备的激光发射器；计时激光发射器的关闭时长；若关闭时长大于或等于预设时长，关闭水导激光设备的供水机构。

进一步地，加工件上设置有定位件；视觉处理模块202，具体用于获取可见光图像中定位件的定位坐标；识别对可见光图像进行识别处理，确定可见光图像中加工孔的轮廓坐标；根据定位坐标和轮廓坐标，确定可见光图像中加工孔的打孔信息。

进一步地，水导激光加工装置200还包括：获取模块（图中未示出），获取模块用于获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息；匹配模块（图中未示出），匹配模块用于根据类别信息和预设打孔信息，匹配预设加工参数；控制模块203，还用于按照预设加工参数控制水导激光设备工作，以在加工件上加工加工孔。

关于水导激光加工装置的具体限定可以参见上文中对于水导激光加工方法的限定，在此不再赘述。上述水导激光加工装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于水导激光加工系统中的处理器中，也可以以软件形式存储于水导激光加工系统中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

基于上述如图1所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图1所示的水导激光加工方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）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场景所述的方法。

基于上述如图1所示的方法，以及图2所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，如图3所示，本申请实施例还提供了一种水导激光加工系统。具体地，水导激光加工系统包括水导激光设备、反射透镜302和控制器（图中未示出）。其中，水导激光设备能够发射激光光束和水束。反射透镜302位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为激光光束与水束的耦合点，反射透镜302用于反射可见光并透过激光。控制器包括：图像传感器305和处理器（图中未示出）。图像传感器305用于采集反射透镜反射的可见光光谱，并对可见光光谱进行成像处理，得到可见光图像；处理器与图像传感器305和水导激光设备电连接，处理器用于确定可见光图像中加工孔的打孔信息，并根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。

在该实施例中，处理器中预先储存加工孔的预设打孔信息，并按照预设打孔信息对应的预设加工参数控制水导激光设备发射的水束耦合光纤，以作用于加工件进行微孔加工。在微孔加工过程中，反射透镜302设在激光光束与水束耦合之前的光路上，该反射透镜302让所有的激光光束全部透过，可见光发生全反射。图像传感器305通过激光光束逆向传播特点，获取光束的逆向的可见光，并利用所采集的可见光生成包含微孔的图像，并分析得到微孔的实时打孔信息。处理器读取图像传感器305分析出的打孔信息，并判断所加工微孔实时打孔信息与的预设值是否相符。符合时，处理器控制水导激光设备停止发射激光，水射流保持持续冲刷冷却，一段时间后停止加工，加工完成。否则，处理器将会对比实时值与预设值之间的差异，进行对比分析，规划出合理的光束修正轨迹并反馈给水导激光设备进行继续加工。由此，可以通过给定加工件所需要的质量预设加工信息后，并利用控制器实时监测水导激光加工过程微孔的实时值，并与预设值进行对比拟合修正，达到边加工边修正的作用，保证钻孔过程中微孔的质量。

其中，处理器具体用于若打孔信息和预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制水导激光设备停止工作；若打孔信息和预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据差值确定水导激光设备的修正参数，并按照修正参数控制水导激光设备工作。

其中，处理器具体用于关闭水导激光设备的激光发射器；计时激光发射器的关闭时长；若关闭时长大于或等于预设时长，关闭水导激光设备的供水机构。

其中，加工件上设置有定位件；处理器具体用于获取可见光图像中定位件的定位坐标；对可见光图像进行识别处理，确定可见光图像中加工孔的轮廓坐标；根据定位坐标和轮廓坐标，确定可见光图像中加工孔的打孔信息。

其中，处理器还用于获取加工件的类别信息和加工孔的预设打孔信息；根据类别信息和预设打孔信息，匹配预设加工参数；按照预设加工参数控制水导激光设备工作，以在加工件上加工加工孔。

可以理解的是，控制器可以是集成于水导激光设备的芯片，也可以是独立于水导激光设备，且能够与水导激光设备进行通讯的计算机设备，该计算机设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频（Radio Frequency，RF）电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard）等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如蓝牙接口、WI-FI接口）等。

值得一提的是，处理器还能够传输运行、复位、急停等控制指令给水导激光设备，让设备加工作业操作更加方便。

具体地，图像传感器305可以是CCD（Charge Coupled Device）相机、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）相机等。其中，CCD相机是电荷藕合器件图像传感器，使用一种高感光度的半导体材料制成，包含许多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD相机表面受到光线照射时，能把光线转变成电荷，每个感光单位会将电荷反映在组件上，通过模数转换器芯片转换成数字信号，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面，画面再经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。

进一步地，如图3所示，反射透镜302与激光光束的光路之间的夹角在40°~50°之间，从而在忽略反射误差的情况下，使反射透镜302反射的可见光光路与激光光束的光路趋近于90°。不仅使图像传感器305在不影响激光光束作用加工件的情况下，获取加工件上已形成的加工孔的图像信息，而且有利于合理规划水导激光加工系统的机构，节省水导激光加工系统的空间占用，有助于水导激光加工系统的小型化。

进一步地，如图3所示，图像传感器305位于与反射透镜反射的可见光的光束垂直的路径上。由此，反射透镜302将反射的可见光平行反射到图像传感器305的镜头处。从而使加工件上的加工孔在图像传感器305上形成正投影的图像，有利于保证打孔信息的识别精确度。

进一步地，如图3所示，水导激光设备包括：激光发射器301、供水机构（图中未示出）、耦合机构304和聚焦装置303。具体地，激光发射器301用于发射激光光束；供水机构用于发射水束；耦合机构304用于复合激光光束与水束以形成水束光纤，并射出水束光纤；聚焦装置303，用于将激光光束聚焦于耦合机构。

在该实施例中，水导激光设备的激光发射器301发射出激光光束，该激光光束经过反射透镜302时全部透过，然后被聚焦装置303聚焦在耦合机构304的喷嘴入口上方，并通过耦合机构304形成耦合光纤水柱（又称之为水束光纤），以一定压力从耦合机构304的喷嘴出口喷出，作用到加工件400表面，进行微孔（孔径1μm~500μm）加工。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种水导激光加工系统结构并不构成对该水导激光加工系统的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱，反射透镜位于水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，目标耦合点为水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，反射透镜用于反射可见光并透过激光；对可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，可见光图像包括加工孔，加工孔由水导激光设备在加工件上加工得到；确定可见光图像中加工孔的打孔信息；根据打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制水导激光设备。本申请实施例，在水导激光设备按照预设加工参数对加工件进行打孔过程中，通过激光光束逆向传播特点获取光束的逆向的可见光，并利用所采集的可见光光谱生成包含已经加工出的加工孔的可见光图像。通过分析可见光图像可识别到加工件上加工孔的实时圆度、尺寸等打孔信息。通过比较打孔信息和预设加工参数对应的预设打孔信息，判断已加工的加工孔实际打孔信息与需求的预设打孔信息是否相符。并判断结果为依据进一步控制水导激光设备的后续操作，直到实际打孔信息满足预设打孔信息。从而能够实时监控水导激光设备的实际打孔信息，并起到边加工边修正的作用，保证打孔过程中加工孔的质量，进而实现精准的微孔加工，大大提升加工效率。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种水导激光加工方法，其特征在于，所述方法包括：

在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集反射透镜反射的可见光的光谱，所述反射透镜位于所述水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，所述目标耦合点为所述水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，所述反射透镜用于反射可见光并透过激光；

对所述可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，所述可见光图像包括加工孔，所述加工孔由所述水导激光设备在加工件上加工得到；

确定所述可见光图像中所述加工孔的打孔信息；

根据所述打孔信息和所述预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制所述水导激光设备。

2.根据权利要求1所述的水导激光加工方法，其特征在于，所述根据所述打孔信息和所述预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制所述水导激光设备，具体包括：

若所述打孔信息和所述预设打孔信息之间的差值小于预设差值，控制所述水导激光设备停止工作；

若所述打孔信息和所述预设打孔信息之间的差值大于或等于预设差值，根据所述差值确定所述水导激光设备的修正参数，并按照所述修正参数控制所述水导激光设备工作。

3.根据权利要求2所述的水导激光加工方法，其特征在于，所述控制所述水导激光设备停止工作，具体包括：

关闭所述水导激光设备的激光发射器；

计时所述激光发射器的关闭时长；

若所述关闭时长大于或等于预设时长，关闭所述水导激光设备的供水机构。

4.根据权利要求1所述的水导激光加工方法，其特征在于，所述加工件上设置有定位件；所述确定所述可见光图像中所述加工孔的打孔信息，具体包括：

获取所述可见光图像中所述定位件的定位坐标；

对所述可见光图像进行识别处理，确定所述可见光图像中所述加工孔的轮廓坐标；

根据所述定位坐标和所述轮廓坐标，确定所述可见光图像中所述加工孔的打孔信息。

5.根据权利要求1所述的水导激光加工方法，其特征在于，所述采集所述反射透镜反射的可见光光谱之前，所述方法还包括：

获取所述加工件的类别信息和所述加工孔的所述预设打孔信息；

根据所述类别信息和所述预设打孔信息，匹配所述预设加工参数；

按照所述预设加工参数控制所述水导激光设备工作，以在所述加工件上加工所述加工孔。

6.一种水导激光加工装置，其特征在于，所述装置包括：

采集模块，用于在水导激光设备按照预设加工参数工作过程中，采集所述反射透镜反射的可见光的光谱，所述反射透镜位于所述水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，所述目标耦合点为所述水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，所述反射透镜用于反射可见光并透过激光；

视觉处理模块，用于对所述可见光的光谱进行成像处理，得到可见光图像，所述可见光图像包括加工孔，所述加工孔由所述水导激光设备在加工件上加工得到；以及，

确定所述可见光图像中所述加工孔的打孔信息；

控制模块，用于根据所述打孔信息和所述预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制所述水导激光设备。

7.一种水导激光加工系统，其特征在于，包括：

水导激光设备，用于发射激光光束和水束；

反射透镜，位于所述水导激光设备的激光发射起点和目标耦合点之间，所述目标耦合点为所述水导激光设备发射的激光光束与水束的耦合点，所述反射透镜用于反射可见光并透过激光；

控制器，所述控制器包括：

图像传感器，所述图像传感器用于采集所述反射透镜反射的可见光光谱，并对可见光光谱进行成像处理，得到可见光图像；

处理器，与所述图像传感器和所述水导激光设备电连接，所述处理器用于确定所述可见光图像中所述加工孔的打孔信息，并根据所述打孔信息和所述预设加工参数对应的预设打孔信息的比较结果，控制所述水导激光设备。

8.根据权利要求7所述的水导激光加工系统，其特征在于，

所述反射透镜与所述激光光束的光路之间的夹角在40°~50°之间；和/或，

所述图像传感器位于与所述反射透镜反射的可见光的光束垂直的路径上。

9.根据权利要求7所述的水导激光加工系统，其特征在于，所述水导激光设备包括：

激光发射器，用于发射激光光束；

供水机构，用于发射水束；

耦合机构，所述耦合机构用于复合所述激光光束与所述水束以形成水束光纤，并射出所述水束光纤；

聚焦装置，用于将所述激光光束聚焦于所述耦合机构。

10.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的水导激光加工方法的步骤。

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