一种激光制孔对壁防护监测方法、装置、设备及存储介质与流程

    专利2025-03-04  8


    本申请涉及激光加工,尤其涉及一种激光制孔对壁防护监测方法、装置、设备及存储介质。


    背景技术:

    1、工业和航空航天领域需要对很多薄壁腔体类零件制孔,例如航空发动机涡轮叶片气膜孔以及汽车喷油嘴等。激光加工作为一种非接触式加工方法,具有快速、灵活、能量精密可控及对难加工材料的广泛适用性,在薄壁腔体结构的精密制孔中具有独特的优势。但是在激光制孔过程中,激光束将穿过已达到通孔状态的区域直接照射到腔体背壁的表面上,使其材料发生损伤,影响薄壁腔体的工作性能。目前激光制孔主要采用的孔穿透检测方法是在窄内腔内填充防护颗粒,配合ccd图像检测,利用光学成像的方法实现穿透的具体判断。激光作用于加工工件,其反射光通过聚焦光学透镜组,最后被ccd采集,利用图像检测的方法,通过对打透时刻采集的图像进行判断孔的穿透情况。但是采用ccd图像监测难以实现制孔过程的各个阶段的观测,无法精确判断防护材料何时已经失效。

    2、因此,发明人提供了一种激光制孔对壁防护监测方法、装置、设备及存储介质。


    技术实现思路

    1、(1)要解决的技术问题

    2、本申请提供了一种激光制孔对壁防护监测方法、装置、设备及存储介质,要解决的技术问题是:采用ccd图像监测难以实现制孔过程的各个阶段的观测,无法精确判断防护材料何时已经失效。

    3、(2)技术方案

    4、第一方面,本申请提供了一种激光制孔对壁防护监测方法,包括:

    5、将防护材料填充至薄壁窄内腔结构的工件中,其中,所述防护材料为氧化铝颗粒和荧光粉的混合物,所述荧光粉用于将不可见红外波段光束转换成可见光;

    6、对所述工件进行激光制孔,并对所述激光制孔过程中产生的激光诱导击穿光谱进行监测,以实现在所述激光制孔过程中激光作用到所述防护材料的判断。

    7、进一步地,所述荧光粉为稀土氟化物荧光粉。

    8、进一步地,所述混合物中荧光粉与氧化铝颗粒的比例为1:15。

    9、进一步地,所述将防护材料填充至薄壁窄内腔结构的工件中之后,还包括:

    10、加入固化胶,对所述防护材料加热固化。

    11、进一步地,所述对所述工件进行激光制孔,包括:

    12、对所述工件进行同心圆填充制孔。

    13、进一步地,所述对所述激光制孔过程中产生的激光诱导击穿光谱进行监测,以实现在所述激光制孔过程中激光作用到所述防护材料的判断,包括:

    14、当所述激光诱导击穿光谱相比未添加荧光粉时的光谱出现新峰时,判断激光作用到了所述防护材料上。

    15、进一步地,所述当所述激光诱导击穿光谱相比未添加荧光粉时的光谱出现新峰时,判断激光作用到了所述防护材料上之后,还包括:

    16、将所述同心圆填充制孔更换为旋切激光制孔。

    17、第二方面,本申请提供了一种激光制孔对壁防护监测装置,包括:

    18、材料填充模块,用于将防护材料填充至薄壁窄内腔结构的工件中,其中,所述防护材料为氧化铝颗粒和荧光粉的混合物,所述荧光粉用于将不可见红外波段光束转换成可见光;

    19、光谱监测模块,用于对所述工件进行激光制孔,并对所述激光制孔过程中产生的激光诱导击穿光谱进行监测,以实现在所述激光制孔过程中激光作用到所述防护材料的判断。

    20、第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现如上所述的激光制孔对壁防护监测方法。

    21、第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上所述的激光制孔对壁防护监测方法。

    22、(3)有益效果

    23、本申请的上述技术方案具有如下优点:

    24、本申请第一方面提供的激光制孔对壁防护监测方法,针对薄壁腔体激光制孔易击伤对壁,采用ccd图像监测难以实现制孔过程的各个阶段的观测的问题,通过在防护材料中添加荧光粉的方法,可以实现在激光制孔过程中激光作用到防护材料的精准判断。

    25、可以理解的是,上述第二方面、第三方面和第四方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述,在此不再赘述。



    技术特征:

    1.一种激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述荧光粉为稀土氟化物荧光粉。

    3.如权利要求1所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述混合物中荧光粉与氧化铝颗粒的比例为1:15。

    4.如权利要求1所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述将防护材料填充至薄壁窄内腔结构的工件中之后,还包括:

    5.如权利要求1所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述对所述工件进行激光制孔,包括:

    6.如权利要求5所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述对所述激光制孔过程中产生的激光诱导击穿光谱进行监测,以实现在所述激光制孔过程中激光作用到所述防护材料的判断,包括:

    7.如权利要求6所述的激光制孔对壁防护监测方法,其特征在于,所述当所述激光诱导击穿光谱相比未添加荧光粉时的光谱出现新峰时,判断激光作用到了所述防护材料上之后,还包括:

    8.一种激光制孔对壁防护监测装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的激光制孔对壁防护监测方法。

    10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的激光制孔对壁防护监测方法。


    技术总结
    本申请涉及一种激光制孔对壁防护监测方法、装置、设备及存储介质,其中,激光制孔对壁防护监测方法包括:将防护材料填充至薄壁窄内腔结构的工件中,其中,所述防护材料为氧化铝颗粒和荧光粉的混合物,所述荧光粉用于将不可见红外波段光束转换成可见光;对所述工件进行激光制孔,并对所述激光制孔过程中产生的激光诱导击穿光谱进行监测,以实现在所述激光制孔过程中激光作用到所述防护材料的判断。本申请能够实现在激光制孔过程中激光作用到防护材料的精准判断。

    技术研发人员:毛忠,张晓兵,毕帅,张伟,李元成,蔡敏
    受保护的技术使用者:中国航空制造技术研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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