一种激光加工方法、系统及计算机存储介质技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种激光加工方法、系统及计算机存储介质；所述激光加工方法包括：获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型；根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；在t+1时刻控制所述激光器的工作状态为开关或关光。器的工作状态为开关或关光。器的工作状态为开关或关光。

【技术实现步骤摘要】
一种激光加工方法、系统及计算机存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及激光加工
，尤其涉及一种激光加工方法、系统及计算机存储介质。

技术介绍

[0002]在航空涡轮发动机工作时，涡轮叶片处于高温高压燃气冲击的恶劣工作环境中，通过利用激光加工技术在涡轮叶片叶身上加工大量微小的孔(孔径一般在0.2～0.8mm之间，数量众多，少则50至60个，多则上百个)，使从冷却区域喷出的冷却气流通过叶片上的孔在涡轮叶片叶身表面形成气膜，阻隔高温的燃气，起到冷却的作用，提高涡轮叶片的耐高温性能，涡轮叶片叶身上加工的孔因此被称为气膜孔。
[0003]由于气膜孔分布在曲面空间结构的涡轮叶片上，使得其具有轴线角度各不相同、深径比大、对壁距离小等特点，且为起到冷却作用，要求气膜孔孔径小、数量多，因此在激光加工过程中易出现气膜孔未穿透或对壁损伤的现象，导致气膜孔加工质量的一致性较差，从而影响了气膜孔的冷却效果，继而影响了涡轮发动机的可靠性。
[0004]目前现有技术中是利用图像传感器(Charge coupled Device，CCD)相机收集激光加工区域的反射激光束并实时对气膜孔的实际激光加工状态成像，由工控机判断气膜孔处于未穿透阶段或开始穿透阶段；当工控机判断监测图像出现圆形缺口，圆形缺口区段即为已经穿透区域，再对已经穿透的区域进行及时关光。但是采用上述方法进行气膜孔穿透判断时由于气膜孔孔径较小，而工控机对采集到的监测图像进行处理时存在延时，导致已穿透区域关光不及时，从而造成气膜孔对壁损伤的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种激光加工方法、系统及计算机存储介质；能够在气膜孔穿透之前及时改变激光加工条件，对激光器进行关光处理，避免因已穿透区域关光不及时而造成气膜孔对壁损伤的问题。
[0006]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种激光加工方法，所述激光加工方法包括：
[0008]获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；
[0009]建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型；
[0010]根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；
[0011]在t+1时刻控制所述激光器的工作状态为开关或关光。
[0012]第二方面，本专利技术实施例提供了一种激光加工系统，所述激光加工系统包括：第一获取部分，建立部分，确定部分和控制部分；其中，
[0013]所述第一获取部分，经配置为获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；
[0014]所述建立部分，经配置为建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间
的价值函数模型；
[0015]所述确定部分，经配置为根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；
[0016]所述控制部分，经配置为在t+1时刻控制所述激光器的工作状态为开关或关光。
[0017]第三方面，本专利技术实施例提供了一种激光加工系统，所述激光加工系统包括：数据采集模块，数据处理子系统和工控机；
[0018]所述数据采集模块，用于采集气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的光信号；
[0019]所述数据处理子系统，经配置为：
[0020]获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；
[0021]以及，建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型；
[0022]以及，根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；
[0023]所述工控机，用于在t+1时刻控制所述激光器的工作状态为开关或关光。
[0024]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有激光加工程序，所述激光加工程序被至少一个处理器执行第一方面所述的激光加工方法的步骤。
[0025]本专利技术实施例提供了一种激光加工方法、系统及计算机存储介质；根据气膜孔激光加工过程中t时刻获取的第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型，确定t+1时刻激光器的工作状态；并在t+1时刻控制激光器的工作状态为开关或关光，以在在气膜孔穿透之前及时改变激光加工条件，对激光器进行关光处理，防止过度加工导致对壁损伤的现象的出现。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提供的一种激光加工设备的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的一种激光加工方法流程示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的CCD相机采集的单帧加工图像的成像示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例提供的一种激光加工系统组成示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例提供的另一种激光加工系统组成示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例提供的激光加工系统的硬件组成结构示意图；
[0032]图7为本专利技术实施例提供的用于实现数据处理子系统的计算设备结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0034]参见图1，其示出了能够实施本专利技术实施例技术方案的一种激光加工设备1，如图1所示，在该激光加工设备1中，激光器11产生的激光束通过激光整形部分12和旋切扫描模块13后照射到分光件15上，经分光件15透射和聚焦镜组16聚焦形成用于加工工件17的激光加工束；其中，激光整形部分12可以使激光束更加均匀，而且也可以控制激光束的扩束率；旋切扫描模块13可以使激光束按照设定的光路照射至分光件15。可以理解地，在具体实施激
光加工工艺时图1所示的激光加工设备1还可以包括其他图1中未示出的部件，本专利技术实施例对此不作具体赘述。
[0035]利用图1所示的激光加工设备1加工涡轮叶片气膜孔的过程中，通常会出现气膜孔未穿透或对壁损伤等加工缺陷。由于激光加工涉及激光束与被加工物质之间的复杂作用，因此，在激光加工过程中会产生很大的噪声信号从而淹没穿透信号。在上述情况下，工艺人员不能及时准确地掌握穿透信息。本专利技术实施例期望通过对激光加工气膜孔过程中的激光加工数据进行分析和处理，从而能够准确且及时地识别穿透区域并及时改变激光加工条件，进而可以在穿透区域及时关闭激光器11停止激光加工，从而降低对壁损伤的现象发生概率。
[0036]基于此，参见图2，其示出了本专利技术实施例提供的一种激光加工方法，该激光加工方法应用于图1所示的激光加工设备1进行气膜孔激光加工过程，该激光加工方法可以包括：
[0037]S201、获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；
[0038]S202、建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型；
[0039]S203、根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光加工方法，其特征在于，所述激光加工方法包括：获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息；建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型；根据所述价值函数模型，确定t+1时刻所述激光器的工作状态为开光或关光；在t+1时刻控制所述激光器的工作状态为开关或关光。2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息，包括：采集所述气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的光信号；对所述光信号进行预处理后，获得t时刻所述光信号的强度；其中，所述光信号的强度用于表征所述第一特征信息。3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述获取气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束的第一特征信息，包括：采集所述气膜孔激光加工过程中t时刻反射激光束并获取所述气膜孔的加工图像；对所述加工图像进行预处理后，获得t时刻所述加工图像的灰度值；其中，所述加工图像的灰度值用于表征所述第一特征信息。4.根据权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于，所述建立所述第一特征信息与t时刻激光器的工作状态之间的价值函数模型，包括：建立所述第一特征信息与所述激光器的工作状态之间的初始价值函数模型为：Q(s，a)＝E[∑λR(s
t
，a
t
)]其中，Q(s，a)表示t时刻时在第一特征信息s
t
下选择所述激光器的工作状态a
t
时的价值函数；E[]表示期望值；λ表示惩罚因子，且0<λ≤1；R(s
t
，a
t
)表示t时刻时在第一特征信息s
t
下选择所述激光器的工作状态a
t
时对所述工作状态a
t
的价值奖励。5.根据权利要求4所述的激光加工方法，其特征在于，所述激光加工方法还包括：获取所述t时刻的第一特征信息与期望特征信息之间的差值；基于所述差值与设定的阈值ε，判断是否更新所述初始价值函数模型。6.根据权利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，所述基于所述差值与设定的阈值ε，判断是否更新所述初始价值函数模型，包括：当所述差值小于所述设定的阈值ε，确定对所述初始价值函数模型进行正向奖励；当所述差值大于所述设定的阈值ε，确定对所述初始价值函数模型进行负向惩罚；当对所述初始价值函数模型进行负向惩罚时，更新所述第一特征信息与所述激光器工作状态之间的价值函数模型为：Q(s
t
，a
t
)
←
(1
‑
β)Q(s
t
‑1，a
t
‑1)+βR(s...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦晓露，郝帅，王杰，奚秀峰，
申请(专利权)人：中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：