[發(fā)明專利]基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810349624.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN108406141A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀斌;趙衛(wèi);焦悅;田東坡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): B23K26/384
• 分類號(hào): B23K26/384;B23K26/082
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)需要加工的微孔參數(shù)，確定初始加工工藝參數(shù)及多組修正加工工藝參數(shù)；

步驟二：沿微孔的徑向截面將制孔區(qū)域劃分為不同的同心圈區(qū)；

步驟三：根據(jù)步驟一確定的初始加工工藝參數(shù)，開始激光掃描加工微孔；

步驟四：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微孔實(shí)際加工過(guò)程中微孔形貌，并對(duì)孔橫截面和深度維實(shí)時(shí)成像，根據(jù)成像結(jié)果得到此時(shí)微孔內(nèi)底部平整度H；

步驟五：分析步驟四得到的實(shí)時(shí)微孔內(nèi)底部平整度H，當(dāng)微孔加工過(guò)程中H發(fā)生改變時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)用相應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)進(jìn)行加工；

步驟六：當(dāng)監(jiān)測(cè)到的微孔深度符合設(shè)定深度時(shí)，結(jié)束微加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于：

當(dāng)H＞a時(shí)，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，激光掃描功率從中心圈區(qū)至外圍圈區(qū)以設(shè)定公差遞減；

當(dāng)H＜-a時(shí)，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，激光掃描功率從中心圈區(qū)至外圍圈區(qū)以設(shè)定公差遞增；

當(dāng)-a≤H≤a，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，各圈區(qū)的激光掃描功率相等；

其中a為底部平整度測(cè)量誤差值。

3.權(quán)利要求2所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于，步驟四：根據(jù)成像結(jié)果得到此時(shí)微孔孔徑測(cè)量值D及孔深測(cè)量值L；

步驟五：根據(jù)得到的微孔孔徑測(cè)量值D及孔深測(cè)量值L，當(dāng)微孔加工過(guò)程中微孔孔徑測(cè)量值D及孔深測(cè)量值L發(fā)生改變時(shí)，實(shí)時(shí)調(diào)用相應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)進(jìn)行加工。

4.權(quán)利要求3所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于：

當(dāng)d-b≤D≤d+b時(shí)，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，各圈區(qū)的激光掃描圈數(shù)相等；

當(dāng)D＞d+b時(shí)，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，激光掃描圈數(shù)從中心圈區(qū)至外圍圈區(qū)以設(shè)定公差遞減；

當(dāng)D＜-(d+b)時(shí)，相對(duì)應(yīng)的修正加工工藝參數(shù)中，激光掃描圈數(shù)從中心圈區(qū)至外圍圈區(qū)以設(shè)定公差遞增；

其中d為微孔孔徑理論值，b為微孔孔徑測(cè)量誤差值；

當(dāng)l≤L≤l+c時(shí)，結(jié)束微孔加工，其中l(wèi)為微孔孔深理論值，c為微孔孔深測(cè)量誤差值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于：步驟四利用光學(xué)相干層析成像同軸監(jiān)測(cè)方法；

將激光光源發(fā)出的監(jiān)測(cè)光束分為兩路，一路經(jīng)反射鏡反射至探測(cè)器，另一路與激光加工光路匯合，到達(dá)加工區(qū)域，對(duì)加工過(guò)程中的微孔形貌進(jìn)行掃描，加工區(qū)域的實(shí)時(shí)反射光經(jīng)過(guò)聚焦、過(guò)濾與反射鏡反射光匯合入射至探測(cè)器，得到加工過(guò)程中孔橫截面和深度維圖像，分析圖像，得到微孔實(shí)際加工過(guò)程中微孔孔徑D、孔內(nèi)底部平整度H及孔深L。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于：步驟三中采用從中心到外圍以及從外圍到中心交替的螺旋掃描方式進(jìn)行掃描加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光學(xué)相干層析掃描的超快激光微孔加工方法，其特征在于：孔參數(shù)包括孔徑、孔深度、孔間距、加工方向及孔總數(shù)量；加工工藝參數(shù)，包括激光功率、掃描方式、掃描重疊率、頻率、掃描速度。