[发明专利]一种面向激光刻型的自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种面向激光刻型的自适应控制方法，属于激光表面制造技术。本发明涉及的工艺和方法，包括：激光器选取，激光控制参数与刻型功率匹配测试，激光刻型能量密度测定；激光刻型工艺选取与许用区间测试，激光刻型工艺参数与运动参数的自适应匹配控制，多轴激光刻型装备上激光刻型加工。本发明在传统激光刻型单一激光工艺参数输入的基础上，引入了激光功率与机床运动的匹配控制，实现了激光刻型参数的最优化选择，可更好的解决激光刻型过程中激光刻型在加减速位置的激光刻型精度和质量，使刻型工艺更加智能化。

技术领域

本发明涉及航空航天表面制造领域，特别是涉及以一种面向激光刻型的自适应控制方法。

背景技术

随着航空航天飞机机构件的设计了大量的加强筋结构，结构形式越来越复杂。为了解决这些复杂型面零件的加工，航空航天飞机结构件采用了化铣加工工艺。化铣图案的刻型是整个机匣化铣工艺流程中的一个关键步骤，是将需化学铣削部分的防护层上刻出设计的图案并实现剥离。目前，国内外广泛使用激光来进行零件化铣图案的刻型。

专利CN102995019A提供了一种钛合金化铣刻型工艺，采用激光与数字化技术相结合，通过控制激光能量及保护膜厚度，根据化铣工艺特征，进行编程，使划线刻型一步完成；专利CN109652802A提供了一种构件多次刻型、化铣制造方法，解决了复杂曲面的薄壁零件的多次刻型、化铣制造；专利CN108326441A提供了一种大型环形构件激光制造方法，用于对航空航天直径不小于1.2m的构件进行加工。

现有激光刻型工艺和方法虽然提供了平面和曲面的激光刻型进行的制造方法，但是还面临一些难以解决的问题：一是激光加工参数普遍选用实验后的固定参数，无法适配机床加工过程中的速度、加速度变化，在拐角位置或起始点产生过烧情况。二是激光刻型中，往往采用固定的如何入射角度进行加工平面加工，在三维表面加工中入射角度需要实时变化，造成制造质量的标准不一致，甚至出现局部无法满足实际加工的情况。

因此，本发明提出了一种复杂型面薄壁化铣件激光多次刻型工艺和方法，能够有效解决刻型工艺参数选取、工艺参数与运动参数匹配以及面向多次刻型的自适应控制等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术对激光刻型中工艺参数选取、激光参数与运动参数匹配以及刻型工艺参数自适应控制等技术难题，提出一种面向激光刻型的自适应控制方法。

本发明的目的能够通过以下技术方案来实现：

一种面向激光刻型的自适应控制方法，包括以下步骤：

STEP1，激光器的选取：根据激光刻型胶膜和基体材质，选择合适波长和功率的的激光器；

STEP2：激光控制参数与刻型功率匹配测试:

根据激光器的自身性质，通过激光功率测试仪，确定不同占空比DR和脉冲频率f下的实际激光输出功率P；建立激光输出功率P与占空比DR和脉冲频率f的映射关系或一一映射表；

STEP3：激光能量密度测定；

根据选定的激光器，进行刻型胶胶膜能量密度实验，测试能够实现刻透胶膜且不伤及基体的激光能量密度区间J，其中，J_minJJ_max；

J_min、J_max分别表示刻透胶膜且不伤及基体的最小、最大激光能量密度；

STEP4：激光刻型工艺选取与许用区间测试；