[实用新型]一种用于空心叶片气膜孔激光加工的穿透监测系统

说明书

本实用新型公开了一种用于空心叶片气膜孔激光加工的穿透监测系统，其包括分光件和穿透监测机构，穿透监测机构包括中继组件、成像器件和调焦组件；分光件位于激光的加工光路中，用于透射加工激光以及反射加工激光的反射光形成监测光路，加工光路垂直于监测光路；中继组件位于监测光路中，用于调制监测光路的监测光，得到需要的放大率和线视场；成像器件接收经中继组件调制的监测光；调焦组件用于根据不同加工距离调节成像器件与中继组件之间的相对间距，以使成像器件在最佳像面位置获取监测光图像。

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种用于空心叶片气膜孔激光加工的穿透监测系统。

背景技术

随着燃气轮机性能的改善，涡轮入口温度不断提高，必须采用有效的冷却方式才能保证涡轮叶片的正常工作。气膜冷却是一种行之有效的方法，具体为在高温部位开槽缝或微孔，将冷却介质射入高温燃气。由于激光具有方向性好、亮度高、单色性好以及高能量密度等特点，激光加工技术已在空心叶片气膜孔加工领域得到广泛应用。

激光加工是激光束经光学系统聚焦于工件，基于其较高的能量密度实现工件加工。在空心叶片气膜孔激光加工的过程中，总是出现气膜孔未穿或对壁损伤等加工问题。由于激光加工是光与物质的复杂作用，穿透信号很容易淹没在噪声中，故现有激光加工技术中尚未提供一种能够对穿透状态判读的监测装置。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述技术问题的，用于对穿透状态判读的监测系统。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于空心叶片气膜孔激光加工的穿透监测系统，以通过获取监测光图像判断气膜孔的监测状态。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种用于空心叶片气膜孔激光加工的穿透监测系统，其包括分光件和穿透监测机构，穿透监测机构包括中继组件、成像器件和调焦组件；分光件位于激光的加工光路中，用于透射加工激光以及反射加工激光的反射光形成监测光路，加工光路垂直于监测光路；中继组件位于监测光路中，用于调制监测光路的监测光，得到需要的放大率和线视场；成像器件接收经中继组件调制的监测光；调焦组件用于根据不同加工距离调节成像器件与中继组件之间的相对间距，以使成像器件在最佳像面位置获取监测光图像。

其中，穿透监测系统进一步包括控制单元，控制单元与激光器、成像器件、调焦组件电连接，用于控制调焦组件驱动成像器件沿监测光路的方向移动、实时计算成像器件在每一移动位置的图像清晰度值，以及将各个移动位置的图像清晰度值进行比较找出最大值，图像清晰度的最大值所在的移动位置即成像器件的最佳像面位置；控制单元还配置成在成像器件处于最佳像面位置时对获取的监测光图像进行穿透判断，智能判断气膜孔的穿透状态。

其中，控制单元还用于对气膜孔的孔型和孔径进行在线测量，当测量值超出设定阈值时，实时结束加工过程。

其中，中继组件包括镜筒和设置于镜筒中的透镜组件；调焦组件包括电机、丝杠螺母机构和转接座，电机的输出端连接丝杠螺母机构的滚珠丝杠，转接座连接丝杠螺母机构的丝杠螺母和成像器件，电机带动丝杠螺母机构的滚珠丝杠转动，滚珠丝杠的旋转运动通过丝杠螺母和转接座转换为成像器件的直线运动。

其中，穿透监测机构进一步包括滤光片，滤光片固定安装在成像器件接收监测光路的前端。

其中，穿透监测机构进一步包括遮光筒，遮光筒的一端与转接座连接，另一端滑动接合于镜筒的外部。

其中，调焦组件还包括直线导轨，成像器件滑动设置于直线导轨上。

其中，穿透监测机构进一步包括第一光电开关和第二光电开关，第一光电开关和第二光电开关分别设置于成像器件的运动行程两端。

其中，穿透监测机构进一步包括限位块，限位块用于限制成像器件的运动行程。

其中，电机为步进电机。