[發明專利]激光拋光在線檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202110695029.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113369697B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 肖海兵;周泳全;陳樹林;劉明俊
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院
• 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: 深圳市華勤知識產權代理事務所(普通合伙) 44426
• 代理人: 隆毅

本發明公開了一種激光拋光在線檢測系統，包括激光拋光裝置和檢測裝置，激光拋光裝置包括密封箱、設于密封箱內部并用于放置工件的治具、用于發射連續激光和脈沖激光的激光發生器及光束整形器，檢測裝置包括計算機和分別與計算機電連接的高速攝像機、紅外相機、光譜測量組件，高速攝像機用于檢測工件表面所形成的熔池流動性和熔池波峰強弱，紅外相機用于檢測熔池溫度、導熱方向和導熱速度，光譜測量組件用于檢測激光作用下熔池發射光束的譜線輪廓和譜線強度。本發明所提出的激光拋光在線檢測系統，能夠對激光拋光進行在線檢測，實時優化激光拋光參數，改善激光拋光質量。此外，本發明還公開一種激光拋光在線檢測方法。

技術領域

本發明涉及激光拋光技術領域，具體涉及一種激光拋光在線檢測系統及方法。

背景技術

激光拋光是利用激光能量作用在工件表面，使工件表面的三維微觀形貌形成熔池，降低工件表面粗糙度，從而實現拋光的一種技術手段。激光拋光是一種非接觸拋光，不僅能對平面進行拋光，還能對各種曲面進行拋光，同時對環境的污染小，可以實現局部拋光。

目前，現有的激光拋光檢測裝置主要采用的檢測方法是將經過激光拋光處理后的工件取下來，再進行離線檢測，效率較低，也不利于及時更改激光加工工藝參數，增加生產成本。

發明內容

本發明的主要目的在于提出一種激光拋光在線檢測系統，旨在解決現有的激光拋光檢測方式所存在的低效率、更改激光加工工藝參數不及時等技術問題。

為實現上述目的，本發明提出一種激光拋光在線檢測系統，包括激光拋光裝置和檢測裝置，激光拋光裝置包括密封箱、設于密封箱內部并用于放置工件的治具、用于發射連續激光和脈沖激光的激光發生器及光束整形器，檢測裝置包括計算機和分別與計算機電連接的高速攝像機、紅外相機、光譜測量組件，所述高速攝像機用于檢測工件表面所形成熔池的流動性和波峰強弱，所述紅外相機用于檢測熔池溫度、導熱方向和導熱速度，所述光譜測量組件用于檢測激光作用下所述熔池發射光束的譜線輪廓和譜線強度。

優選地，所述激光拋光裝置還包括用于產生穩態磁場的電控磁性件，所述電控磁性件設于所述治具兩側。

優選地，所述激光拋光裝置還包括用于產生保護氣體的吹氣機構，所述吹氣機構設于所述治具的一側。

優選地，所述光譜測量組件包括用于調節光束強弱的光闌、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光束譜線的光譜儀。

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

優選地，所述高速攝像機包括變焦顯微鏡組件。

本發明還提出一種激光拋光在線檢測方法，該激光拋光在線檢測方法包括：

建立熔池三維微觀形貌的圖像庫；

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合力場圖像進行特征提取，得到熔池溫度場深度學習模型、熔池流動場深度學習模型和熔池復合力場深度學習模型；

基于集成學習將所述熔池溫度場深度學習模型、熔池流動場深度學習模型和熔池復合力場深度學習模型進行融合，得到熔池三維微觀形貌；

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行比對，并根據比對結果對激光拋光參數進行調節。

優選地，所述對所述熔池溫度場圖像、熔池流動場圖像和熔池復合力場圖像進行特征提取包括：

基于模糊聚類和水平集算法獲取熔池的目標塊圖像；

對所述目標塊圖像分割，得到關鍵目標塊圖像；