[發明專利]激光設備氣嘴的控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010516762.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111618431B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 趙衛;朱建海;邵雅男;張馳;汪斌斌
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室;中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14;B23K26/142;B23K26/70
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 呂露

本申請提供一種激光設備氣嘴的控制方法及系統，該方法包括：工控機確定待進行的加工流程是否需要吹氣，在需要吹氣時，根據加工流程所需的吹氣類型確定目標氣嘴，并向下位機下發針對目標氣嘴的第一位置檢測指令；下位機通過傳感器組獲取目標氣嘴的當前位置，得到第一位置檢測結果，并將第一位置檢測結果返回給工控機；工控機在目標氣嘴未在對應的吹氣位時，通過相應的執行部件對目標氣嘴進行裝載。本申請提供的技術方案能夠提高激光設備的自動化水平和加工效率，不需要人工手動操作氣嘴的切換，極大程度上實現了無人值守，而且，可對激光加工過程中產生的等離子化流體物質實現自動化吹氣控制，有效保證加工工件的加工精度，提高良品率。

技術領域

本申請涉及激光加工技術領域，具體而言，涉及一種激光設備氣嘴的控制方法及系統。

背景技術

激光加工在加工過程中的非接觸、無需液體酸堿輔助等優勢，應用越來越廣泛。以航空發動機渦輪葉片氣膜孔的加工為例，葉片氣膜孔的加工要求精度高，且要求加工過程低損傷、無重鑄層，因此激光加工成為葉片氣膜孔的微孔加工的一種常用加工工藝。質量合格的加工件能夠帶來更高的經濟性價比與安全性能。但是，在激光加工過程中不可避免會產生等離子化流體物質，這些懸浮的等離子化流體物質在葉片氣膜孔里面會影響葉片氣膜孔激光光路進而影響氣膜孔的加工精度。因此，激光加工過程需要對氣膜孔進行吹氣，不同位置吹氣的方式不同，通常采用的措施有同軸和旁軸兩種吹氣方式，通過氣嘴噴出的高壓氣體將微孔內部的殘渣及等離子體帶出。

在需要對不同位置的氣膜孔進行吹氣時，需要切換不同的氣嘴，然而存在的問題是，氣嘴的切換需要人工手動調節更換，此時激光設備需停止加工過程，待手動調節氣嘴至指定的位置和角度后方可繼續加工，效率低下。所有以激光方式進行微孔加工的加工工藝均具有此問題。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種激光設備氣嘴的控制方法及系統，能夠提高激光設備的自動化水平和加工效率，不需要人工手動操作氣嘴的切換。

第一方面，本申請實施例提供一種激光設備氣嘴的控制方法，應用于控制系統，所述控制系統包括：工控機、下位機和傳感器組，所述方法包括：所述工控機確定待進行的加工流程是否需要吹氣，在需要吹氣時，根據所述加工流程所需的吹氣類型確定目標氣嘴，并向下位機下發針對所述目標氣嘴的第一位置檢測指令；所述下位機接收所述第一位置檢測指令，通過所述傳感器組獲取所述目標氣嘴的當前位置，得到第一位置檢測結果，并將所述第一位置檢測結果返回給所述工控機；所述工控機接收所述第一位置檢測結果，在目標氣嘴未在對應的吹氣位時，通過相應的執行部件對目標氣嘴進行裝載。

通過上述方案能夠提高激光設備的自動化水平和加工效率，不需要人工手動操作氣嘴的切換，極大程度上實現了無人值守。而且，通過自動化切換合適的氣嘴，還可對激光加工過程中產生的等離子化流體物質實現自動化吹氣控制，有效保證加工工件的加工精度，提高良品率。

在一種可選的實施方式中，所述激光設備包括多個氣嘴，每個氣嘴具有一個對應的吹氣位和庫位；所述在目標氣嘴未在對應的吹氣位時，通過相應的執行部件對目標氣嘴進行裝載，包括：在目標氣嘴未在吹氣位時，所述工控機向下位機下發針對所述多個氣嘴中除所述目標氣嘴外的其他氣嘴的第二位置檢測指令；所述下位機接收所述第二位置檢測指令，通過所述傳感器組獲取所述其他氣嘴的當前位置，得到第二位置檢測結果，并將所述第二位置檢測結果返回給所述工控機；所述工控機接收所述第二位置檢測結果，在所述其他氣嘴中的所有氣嘴均位于庫位時，向下位機下發針對目標氣嘴的裝載指令；所述下位機接收所述裝載指令，控制與目標氣嘴對應的執行部件對目標氣嘴進行裝載。

在進行目標氣嘴的裝載前，需對激光設備上的其他氣嘴的位置進行分析判斷，在其他氣嘴均位于庫位時，這對于目標氣嘴的裝載過程而言屬于一個安全位置，于是，可以進行目標氣嘴的裝載，提高安全性。