[發明專利]激光拋光設備及方法

有效

• 申請號: 201811045140.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109079313B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 李亞國;王度;許喬;袁志剛;劉志超;耿鋒;金會良;歐陽升;張清華;王健
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/352;B23K26/70
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

1.一種激光拋光設備，包括：第一激光器、掃描器、加工平移臺、控制裝置，所述第一激光器用于發出第一激光光束，并通過所述掃描器投射至放置于加工平移臺的待加工工件以形成加工區域，其中，所述加工平移臺能夠沿垂直于所述掃描器的掃描方向移動，其特征在于，還包括高溫計、第二激光器、探測器以及光譜儀；

所述高溫計用于采集所述加工區域的溫度數據；

所述第二激光器用于發出第二激光光束至探測焦點，其中，所述探測焦點位于所述加工區域的正上方預設高度位置處；

所述探測器用于探測該探測焦點處在所述第二激光光束作用下產生的光信號并發送至所述光譜儀；

所述光譜儀用于根據所述光信號獲得光譜信息并發送至所述控制裝置；

所述控制裝置用于根據所述光譜信號以及所述溫度數據控制所述加工平移臺的移動速度，以及控制所述掃描器在掃描方向的掃描速度，以對該待加工工件進行掃描拋光。

2.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述激光拋光設備還包括第一聚焦透鏡，所述第一聚焦透鏡設置于所述第二激光器和所述探測焦點之間，以使所述第二激光器發出的第二激光光束經過所述第一聚焦透鏡的聚集處理后輸出至所述探測焦點處。

3.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述激光拋光設備還包括第二聚焦透鏡，所述第二聚焦透鏡設置于所述探測器和所述探測焦點之間，以使所述探測器通過所述第二聚焦透鏡收集該探測焦點在所述第二激光光束作用下產生的光信號。

4.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述高溫計與所述加工區域的中心位置相對以檢測所述加工區域的溫度數據。

5.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述第一激光器為CO₂激光器，所述第一激光光束的波長為9-11nm、功率大于200W。

6.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述激光拋光設備還包括支撐組件，所述第一激光器、高溫計、第二激光器、探測器以及光譜儀分別設置于所述支撐組件，且所述加工平移臺能夠相對于所述支撐組件移動。

7.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述掃描器為掃描振鏡，所述掃描振鏡的掃描速度為1m/s-10m/s之間。

8.根據權利要求1所述的激光拋光設備，其特征在于，所述探測焦點位于所述加工區域中心位置的正上方5mm-20mm位置處。

9.一種激光拋光方法，應用于權利要求1-8任意一項所述的激光拋光設備，其特征在于，所述方法包括：

第一激光器發出第一激光光束并通過掃描器投射至放置于加工平移臺的待加工工件以形成加工區域；

高溫計采集所述加工區域的溫度數據并發送至控制裝置；

第二激光器發出第二激光光束至探測焦點，其中，所述探測焦點位于所述加工區域的正上方預設高度位置處；

探測器在該探測焦點處探測在所述第二激光光束作用下得到的光信號并發送至光譜儀；

所述光譜儀根據所述光信號得到光譜信號并發送至所述控制裝置；

所述控制裝置根據所述光譜信號及預設元素的特征譜線判斷該探測焦點處是否存在所述預設元素，并在所述預設元素時，根據一預設參考溫度和所述溫度數據增加所述加工平移臺的移動速度和所述掃描器的掃描速度。

10.根據權利要求9所述的激光拋光方法，其特征在于，在不存在所述預設元素時，所述方法還包括：

所述控制裝置根據所述預設參考溫度和所述溫度數據降低所述加工平移臺的移動速度，以及降低所述掃描器的掃描速度。