[發明專利]一種激光功率在線監控方法和裝置

有效

• 申請號: 201811289730.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109323761B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李珣;劉紅軍;李明
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.一種激光功率在線監控方法，其特征在于，包括步驟：

1)建立比對數據庫，所述比對數據庫包括不同的加工尺寸精度和各加工尺寸精度對應的靠近激光加工端面處的激光功率范圍，具體方法為：

根據被加工工件的加工尺寸精度，通過工藝試驗，確定對該加工尺寸精度產生影響的激光功率波動值的上限和下限，從而確定該加工尺寸精度所對應的激光功率范圍；

2)從激光加工設備的匯聚鏡前端，即靠近激光加工端面處分出部分光能量；

3)實時監測步驟2)所分出光能量的激光功率；

4)實時判斷：

根據當前要求的加工尺寸精度，在步驟1)中的比對數據庫中查找對應的激光功率范圍，若步驟3)測得的激光功率不在查找所得的激光功率范圍內，則進入步驟5)；若步驟3)測得的激光功率落在查找所得的激光功率范圍內，則繼續按當前激光功率進行激光加工；

5)調整激光器功率，返回步驟3)。

2.根據權利要求1所述的激光功率在線監控方法，其特征在于：步驟2)中是從激光加工端面處分出小于等于5％的光能量。

3.根據權利要求1所述的激光功率在線監控方法，其特征在于：步驟3)是利用功率計實現的。

4.根據權利要求1-3任一所述的激光功率在線監控方法，其特征在于：在進行步驟5)的同時或者在步驟4)和步驟5)之間，向激光加工裝備的控制系統發送報警信號。

5.根據權利要求1-3任一所述的激光功率在線監控方法，其特征在于：步驟5)中的激光器為飛秒或皮秒激光器。

6.一種實現權利要求1-5任一所述的激光功率在線監控方法的激光功率在線監控裝置，其特征在于，包括：

比對數據庫，存儲有不同的加工尺寸精度和各加工尺寸精度對應的激光功率范圍；

光學分光取樣鏡，設置在激光加工設備的擴束鏡和匯聚鏡之間，用于從加工激光中采樣部分光能量；

功率探測單元，設置在光學分光取樣鏡的其中一路輸出光路上，用于探測光學分光取樣鏡所采樣光能量的激光功率，并將測得的激光功率發送給信號處理單元；

信號處理單元，用于將功率探測單元測得的激光功率與比對數據庫中相應的激光功率范圍進行比較，若超出激光功率范圍內，則向激光器控制單元發出調節信號；

激光器控制單元，用于根據所述調節信號，調整激光器的輸出功率。

7.根據權利要求6所述的激光功率在線監控裝置，其特征在于：所述光學分光取樣鏡的取樣率小于等于5％。

8.根據權利要求6或7所述的激光功率在線監控裝置，其特征在于：功率探測單元采用精度小于等于0.3％的功率計。

9.根據權利要求8所述的激光功率在線監控裝置，其特征在于：還包括與信號處理單元相連的報警單元，用于根據信號處理單元發出的調節信號進行聲和/或光報警。