[發(fā)明專利]激光拋光在線檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110695029.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113369697B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖海兵;周泳全;陳樹林;劉明俊
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/03;G01D21/02;G06V10/762;G06V10/44;G06V10/26;G06V10/82;G06N3/08
• 代理公司: 深圳市華勤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

1.一種激光拋光在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括激光拋光裝置和檢測裝置，所述激光拋光裝置包括密封箱、設(shè)于所述密封箱內(nèi)部并用于放置工件的治具、用于發(fā)射連續(xù)激光和脈沖激光的激光發(fā)生器及光束整形器，所述檢測裝置包括計算機(jī)和分別與所述計算機(jī)電連接的高速攝像機(jī)、紅外相機(jī)、光譜測量組件，所述高速攝像機(jī)用于檢測所述工件表面所形成熔池的流動性和波峰強(qiáng)弱，所述紅外相機(jī)用于檢測熔池溫度、導(dǎo)熱方向和導(dǎo)熱速度，所述光譜測量組件用于檢測激光作用下所述熔池發(fā)射光束的譜線輪廓和譜線強(qiáng)度；所述計算機(jī)用于將所述高速攝像機(jī)、紅外相機(jī)和光譜測量組件采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，并根據(jù)比對結(jié)果對激光拋光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述檢測裝置還包括同步觸發(fā)控制器，所述同步觸發(fā)控制器用于控制所述高速攝像機(jī)和所述紅外相機(jī)同步拍攝所述熔池實時特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光拋光在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光拋光裝置還包括用于產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)磁場的電控磁性件，所述電控磁性件設(shè)于所述治具兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光拋光在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光拋光裝置還包括用于產(chǎn)生保護(hù)氣體的吹氣機(jī)構(gòu)，所述吹氣機(jī)構(gòu)設(shè)于所述治具的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光拋光在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光譜測量組件包括用于調(diào)節(jié)光束強(qiáng)弱的光闌、用于采集光束譜線的激光探測頭以及用于分析激光作用下熔池內(nèi)光束譜線的光譜儀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光拋光在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述高速攝像機(jī)包括變焦顯微鏡組件，所述變焦顯微鏡組件用于使所述高速攝像機(jī)聚焦于工件表面熔池上。

6.一種激光拋光在線檢測方法，其特征在于，所述方法基于權(quán)利要求1所述的激光拋光在線檢測系統(tǒng)，所述方法包括:

建立熔池三維微觀形貌的圖像庫；

通過高速攝像機(jī)、紅外相機(jī)和光譜測量組件獲取工件表面所形成熔池的物理場圖像，所述物理場圖像包括熔池溫度場圖像、熔池流動場圖像和熔池復(fù)合力場圖像；

對所述熔池溫度場圖像、熔池流動場圖像和熔池復(fù)合力場圖像進(jìn)行特征提取，得到熔池溫度場深度學(xué)習(xí)模型、熔池流動場深度學(xué)習(xí)模型和熔池復(fù)合力場深度學(xué)習(xí)模型；

基于集成學(xué)習(xí)將所述熔池溫度場深度學(xué)習(xí)模型、熔池流動場深度學(xué)習(xí)模型和熔池復(fù)合力場深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行融合，得到熔池三維微觀形貌；

通過計算機(jī)將獲取得到的熔池三維微觀形貌與所述熔池三維微觀形貌圖像庫進(jìn)行比對，并根據(jù)比對結(jié)果對激光拋光參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光拋光在線檢測方法，其特征在于，所述對所述熔池溫度場圖像、熔池流動場圖像和熔池復(fù)合力場圖像進(jìn)行特征提取包括：

基于模糊聚類和水平集算法獲取熔池的目標(biāo)塊圖像；

對所述目標(biāo)塊圖像分割，得到關(guān)鍵目標(biāo)塊圖像；

基于Gabor變換和CNN對所述關(guān)鍵目標(biāo)塊圖像進(jìn)行圖像特征提取。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光拋光在線檢測方法，其特征在于，所述激光拋光參數(shù)包括施加的洛倫茲力大小、施加的洛倫茲力持續(xù)時間、平頂光束光斑能量密度、脈沖激光的脈沖寬度、雙激光束掃描路徑和雙激光束掃描速度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光拋光在線檢測方法，其特征在于，所述集成學(xué)習(xí)基于支持向量機(jī)算法與光譜分析法結(jié)合。