[發明專利]利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202011482909.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112692453B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉慧安;王自;楊康;張寶;馬瑞
• 申請（專利權）人: 西安中科微精光子科技股份有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/70
• 代理公司: 西安維英格知識產權代理事務所(普通合伙) 61253
• 代理人: 沈寒酉;李斌棟

本發明實施例公開了一種利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的方法、系統及介質；該方法包括：利用高速相機在激光加工氣膜孔過程中所采集的待處理圖像將氣膜孔按照設定的采集順序劃分為多個檢測區域；獲取實時采集圖像中的亮斑在所有檢測區域內所處的目標檢測區域；根據所述目標檢測區域的灰度值確定所述目標監測區域的灰度值變化趨勢；相應于所述目標監測區域的灰度值變化趨勢符合設定的判據，確定所述氣膜孔的目標檢測區域已穿透。

技術領域

本發明實施例涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的方法、系統及介質。

背景技術

激光加工(LBM，Laser Beam Machining)技術是激光應用中最普遍的一種加工技術，現已廣泛地應用于微電子電器、汽車、航空航天、機械制造等重要的國民經濟領域。激光加工技術包括激光切割，激光焊接，激光鉆孔以及微加工等加工工藝。

目前，航空發動機渦輪葉片的冷卻技術會采用外部氣膜冷卻技術。外部氣膜冷卻技術就是采用激光加工技術在渦輪葉片的一層壁上加工一排或者幾排微小孔，渦輪葉片內部釋放的冷空氣通過微小孔流出從而在渦輪葉片的表面形成一層冷空氣膜，使渦輪葉片與高溫氣流隔開。本發明實施例所涉及的渦輪葉片的氣膜孔指的就是上述渦輪葉片表面上的微小孔。該氣膜孔具有深徑比大、孔徑小、對壁距離小等特點，在利用激光加工渦輪葉片的氣膜孔時，容易造成對壁損傷，導致整個渦輪葉片的損壞。為了在通過激光加工小對壁距離的渦輪葉片的氣膜孔時針對對壁進行防護，需要在激光加工過程中對渦輪葉片的穿透區域進行精確地識別，從而對激光的開啟和關閉進行精確地控制。

相關技術通過工業電荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)相機搭建同軸成像系統，利用工業CCD相機可以輔助工藝人員實時監測激光加工過程；同時通過在渦輪葉片的腔體中填充防護材料以減小激光加工穿孔后對壁的損傷。但相關技術存在以下缺陷：首先，人眼視覺分辨圖片的極限為30幀/秒，使用工業CCD相機采集所得到的是一個連續的視頻，通過人眼無法準確地確定渦輪葉片穿透區域的準確時間；其次，渦輪葉片的腔體結構復雜，會出現填充不到位或者加工完成后無法對填充材料清洗干凈等問題；接著，渦輪葉片中密閉的小對壁距離的空腔內無法填充防護材料。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的方法、系統及介質；能夠在激光加工氣膜孔的過程中，利用高速相機實時監測氣膜孔穿透區域，并精確地控制氣膜孔穿透區域開關激激光，減小對壁損傷。

本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明實施例提供了一種利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的方法，所述方法包括：

利用高速相機在激光加工氣膜孔過程中所采集的待處理圖像將氣膜孔按照設定的采集順序劃分為多個檢測區域；

獲取實時采集圖像中的亮斑在所有檢測區域內所處的目標檢測區域；

根據所述目標檢測區域的灰度值確定所述目標監測區域的灰度值變化趨勢；

相應于所述目標監測區域的灰度值變化趨勢符合設定的判據，確定所述氣膜孔的目標檢測區域已穿透。

第二方面，本發明實施例提供了一種利用高速相機識別氣膜孔穿透區域的系統，所述系統包括：劃分部分，獲取部分，確定部分以及判定部分；其中，

所述劃分部分，經配置為利用高速相機在激光加工氣膜孔過程中所采集的待處理圖像將氣膜孔按照設定的采集順序劃分為多個檢測區域；

所述獲取部分，經配置為獲取實時采集圖像中的亮斑在所有檢測區域內所處的目標檢測區域；

所述確定部分，經配置為根據所述目標檢測區域的灰度值確定所述目標監測區域的灰度值變化趨勢；