[发明专利]使用内联相干成像(ICI)监视和/或控制摆动处理的系统和方法

权利要求书

1.一种激光材料处理系统，包括：

材料改性光束源，所述材料改性光束源用于产生工艺光束；

处理头，所述处理头联接到所述材料改性光束源并且包括至少一个工艺光束扫描致动器，所述至少一个工艺光束扫描致动器用于在工件的处理部位上根据摆动图案沿至少一个轴线来引导和移动所述工艺光束；

内联相干成像系统，所述内联相干成像系统光学地联接到所述处理头，并且所述内联相干成像系统包括至少一个成像光束扫描致动器，所述至少一个成像光束扫描致动器用于至少部分地独立于所述工艺光束使所述成像光束定位；以及

控制系统，所述控制系统用于至少控制所述材料改性光束源、所述工艺光束扫描致动器和所述成像光束扫描致动器，其中，所述控制系统被编程为使所述处理头在所述摆动图案中扫描所述工艺光束，并且所述控制系统被编程为使所述成像光束扫描致动器将所述成像光束与所述摆动图案协同地移动到所述处理部位上的多个测量位置。

2.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述处理头是用于根据焊接部位上的所述摆动图案引导和移动所述工艺光束的焊接头。

3.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述材料改性光束源是光纤激光器。

4.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，还包括至少一个运动台，所述至少一个运动台用于在所述工艺光束在所述工件上的所述摆动图案中移动的同时使所述处理头和所述工件中的至少一者相对于彼此平移。

5.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述内联相干成像系统在所述至少一个工艺光束扫描致动器的下游光学地联接到所述处理头。

6.根据权利要求5所述的激光材料处理系统，其中，所述控制系统被编程为使得所述成像光束扫描致动器使所述成像光束沿着所述摆动图案在与所述工艺光束的移动相反的方向上并且与所述摆动图案同步地移动。

7.根据权利要求5所述的激光材料处理系统，其中，所述控制系统被编程为使得所述成像光束扫描致动器使所述成像光束沿着所述摆动图案在所述工艺光束的方向上并且与摆动图案同步地移动。

8.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述内联相干成像系统在所述至少一个工艺光束扫描致动器的上游光学地联接到焊接头。

9.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述控制系统被编程为使所述成像光束扫描致动器移动所述成像光束，使得所述成像光束在至少部分地包围摆动图案的扫描图案中扫描所述处理部位。

10.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述控制系统被配置为响应于来自所述内联相干成像系统的测量值来控制所述工艺光束扫描致动器以调整摆动几何形状、摆动周期、摆动速度和摆动幅度中的至少一者。

11.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述控制系统被配置为响应于来自所述内联相干成像系统的测量值来控制所述工艺光束的功率。

12.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述工艺光束扫描致动器被配置为使所述工艺光束移动，所述工艺光束在所述工件处的最大光束位移为±30mm。

13.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述工艺光束扫描致动器被配置为使所述工艺光束移动±5°的最大光束角位移以提供摆动幅度。

14.根据权利要求1所述的激光材料处理系统，其中，所述至少一个工艺光束扫描致动器和所述至少一个成像光束扫描致动器选自由检流计扫描镜、多边形扫描镜、基于MEMS的扫描镜、压电扫描镜和基于衍射的光束扫描器组成的组。