[發明專利]激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法

有效

• 申請號: 202110439086.8
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113218317B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 石廣豐;孟巳崴;張景然;李俊燁;李洪達;鄒春陽;宋林森;許金凱;史國權
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01B11/12
• 分類號: G01B11/12;G01B11/24;G01B11/27
• 代理公司: 沈陽一諾君科知識產權代理事務所(普通合伙) 21266
• 代理人: 王建男

1.激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：按照已有預定工序成孔后，透明材料壓頭停留不動；

步驟2：將原來的加熱輔助激光耦合換束為檢測激光，檢測激光準直后通過中空刀柄及透明材料壓頭入射到尖端鈍圓，將光束質量分析儀固定在所述工件底部成孔的正下方，調整光束質量分析儀接收檢測激光的豎直距離；

步驟3：使用光束質量分析儀分析檢測激光的光學數據，通過尖端鈍圓透射的檢測激光的光學數據，并和校準數據進行對比分析，獲得評估壓頭尖端鈍圓半徑、壓頭尖端鈍圓磨損、壓頭軸線傾斜度和/或工件底部成孔質量的準確信息；

所述檢測激光為通過在原來的加熱輔助激光光路上施加倍頻光學元件或能量衰減裝置來實現檢測激光所需的低能量來實現，以防止原來的加熱輔助激光能量持續加熱而損傷工件上的已成孔。

2.根據權利要求1所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：所述透明材料壓頭為硬質晶體透明工具材料制成；所述壓頭幾何形狀為圓錐形、棱錐形或尖劈形；壓頭尖端的形狀為點狀、線狀、球形或圓柱形。

3.根據權利要求1所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：所述檢測激光為兩種激光耦合到同一刀柄，并在檢測時進行換束來實現。

4.根據權利要求1所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：光束質量分析儀測量透過壓頭尖端鈍圓入射激光光斑面積、光斑形態、能量密度、干涉條紋的光學數據，將光學數據導入Zernike多項式光機接口程序、圖像處理方法獲得壓頭尖端鈍圓的三維形貌信息，進而獲得評估壓頭尖端鈍圓半徑、壓頭尖端鈍圓磨損、壓頭軸線傾斜度、工件底部成孔誤差的準確信息。

5.根據權利要求1所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：所述校準數據通過Comsol光機仿真軟件所獲得的光學數據和壓頭鈍圓特征、工件底部成孔特征之間的對應函數關系數據，并可以根據已有壓頭尖端鈍圓特征、工件底部成孔特征的離線檢測數據進行標定系數校準。

6.根據權利要求5所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：通過Comsol光機仿真軟件獲得光學數據的具體工況條件是和實際加工的工況條件相同的。

7.根據權利要求2所述的激光原位壓頭印壓工件成孔過程中的原位檢測方法，其特征在于：當透明材料壓頭幾何形狀為尖劈形，所述透明材料壓頭理想尖端形狀為線狀，則具體工件底部成孔特征為矩形孔；當透明材料壓頭為圓柱形，則具體工件底部成孔特征為異形孔。