[發明專利]一種面向激光刻型的自適應控制方法

有效

• 申請號: 202010647477.4
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN111673265B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 劉強;王健;臧辰鑫;孫鵬鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;北京航空航天大學江西研究院
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 周春

1.一種面向激光刻型的自適應控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

STEP1，激光器的選?。焊鶕す饪绦湍z膜和基體材質，選擇合適波長和功率的激光器；

STEP2：激光控制參數與刻型功率匹配測試:

根據激光器的自身性質，通過激光功率測試儀，確定不同占空比DR和脈沖頻率f下的實際激光輸出功率P；建立激光輸出功率P與占空比DR和脈沖頻率f的映射關系P＝T(DR,f)；

STEP3：激光能量密度測定；

根據選定的激光器，進行刻型膠膠膜能量密度實驗，測試能夠實現刻透膠膜且不傷及基體的激光能量密度區間J，其中，J_min＜J＜J_max；

J_min、J_max分別表示刻透膠膜且不傷及基體的最小、最大激光能量密度；

STEP4：激光刻型工藝選取與許用區間測試；

基于析因分析方法，選擇不同占空比DR和脈沖頻率f的PWM信號對激光器進行控制，不同激光刻型入射角度(θ_x,θ_y,θ_z)條件下，實現激光刻型測試加工，確定激光刻型過程中最優激光刻型速度V_opti、最優占空比DR_opti、最優脈沖頻率f_opti和最優入射角度θ_opti＝(θ_x,θ_y,θ_z)_opti以及不同刻型參數的許用區間：

其中，V_min表示激光刻型速度最小許用值，V_max表示激光刻型速度最大許用值；

DR_min表示激光刻型占空比最小許用值，DR_max表示激光刻型占空比最大許用值；

f_min表示激光刻型脈沖頻率最小許用值，f_max表示激光刻型脈沖頻率最大許用值；

θ_min表示激光刻型入射角度最小許用值，θ_max表示激光刻型入射角度最大許用值；

STEP5：激光刻型工藝參數與運動參數的自適應匹配控制；

1)建立刻型速度與激光能量密度的關系

其中，S為激光刻型的光斑面積，即為S＝π(D/2)²，D為光斑直徑；P為激光輸出功率；

V表示刻型速度；

2)給定STEP3中刻透膠膜但不傷及基體的激光能量密度J：根據給定的軌跡進行速度規劃，在每個插補周期內，根據不同類型速度規劃方法能夠確定實際激光刻型進給速度V，也能夠計算出相應的能量密度；根據能量密度與占空比、加工頻率的對應關系能夠控制激光器實現對激光工藝參數的自適應調整，即

DR_min≤DR≤DR_max，f_min≤f≤f_max。