[发明专利]一种实时监测激光加工性能的系统及方法

说明书

一种实时监测激光加工性能的系统，涉及激光加工技术领域，包括激光加工系统、激光检测系统、射线检测系统、精密夹具和PC模块，其中激光加工系统与激光检测系统共用激光器、分光模组、反射镜和聚集模组，且均位于精密夹具的同一侧，所述射线检测系统包括射线源和射线探测器，所述PC模块通过信号线与激光检测器和射线检测器连接，所述精密夹具套设在板材上，且所述精密夹具相对板材可沿x、y方向平行移动、沿u、i方向旋转移动，本发明的加工激光束与探测激光束由同一激光器产生，简化了在线检测系统的结构，减小激光器以及相关光学元件的数量，降低了系统成本。

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体涉及一种实时监测激光加工性能的系统及方法。

背景技术

激光具有高分辨率、高效率、无工具磨损等特点，被广泛运用于各类复杂结构材料的加工，可以用于各类材料的细微加工，但激光加工存在热损伤、微裂纹、纳米质变层等问题，影响已加工材料的正常使用性能；同时随着激光加工尺寸的精细化趋势发展，目前可实现的加工尺寸达到10μm以下，常规的检测手段无法完成检测要求。

随着工件所需加工结构的复杂化、精密化趋势发展以及零件本身高成本的特性，需要对激光的加工过程进行实时监测，确保每次加工的正常进行，及时发现加工所存在的问题，并及时作出反馈和止损。

对于工件内部的检测，专利ZL201820239521.6公开了一种印制电路板密集盲孔切面切片机，用于印制电路板盲孔检测前的切片处理，该装置具有结构简单，故障率低、安全性高等优点，但需要根据不用盲孔孔径大小调整切刃宽度，操作步骤较为冗杂，且该检测方法是破坏性检测，一方面破坏性检测会增加成本，另一方面随着使用要求的提高，越来越多的工件要求实行全检，破坏性检测无法满足要求。故无损检测必是未来检测手段的发展趋势，专利ZL201510482808.2公开了一种识别复合材料制品内部缺陷类型的无损检测方法，适用于复合材料制品至内部缺陷的X射线断层CT无损检测领域，操作方便、可靠性高、适用性广、识别速度快，人为误判少，但是该方法需要工件完成后再进行无损检测，无法实现实时在线的观测。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种实时监测激光加工性能的系统及方法，该系统简化了在线检测系统的结构，减少激光器以及相关光学元件的数量，降低系统成本。

本发明的另一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种实时监测激光加工性能的方法，该方法可实现激光加工性能的无损实时监测。

本发明的目的通过以下技术方案实现：提供一种实时监测激光加工性能的系统，包括激光加工系统、激光检测系统、射线检测系统、精密夹具和PC模块，所述激光加工系统包括依次固定连接的激光器、分光模组、反射镜和聚集模组，所述激光检测系统包括依次固定连接的激光器、分光模组、反射镜、聚集模组以及通过信号连接的激光探测器，其中激光加工系统与激光检测系统共用激光器、分光模组、反射镜和聚集模组，且均位于精密夹具的同一侧，所述射线检测系统包括射线源和射线探测器，所述射线探测器和所述激光加工系统均位于所述精密夹具的同一侧，所述射线源位于精密夹具的另一侧，所述PC模块通过信号线与激光检测器和射线检测器连接，所述精密夹具套设在板材上，且所述精密夹具相对板材可沿x、y方向平行移动、沿u、i方向旋转移动。

其中，所述板材包括上层的上铜箔、中间层的PI层和底层的下铜箔。

另外，还提供一种实时监测激光加工性能的方法，将工件置于如上所述的系统上进行加工检测，检测的步骤包括：

S1：将工件装夹在精密夹具上，调整好工件的初始加工位置；

S2：激光器产生激光束，所述激光束经过分光模组后分为加工激光束和探测激光束；

S3：加工激光束通过聚焦模组聚焦在工件对应位置进行加工；