水导激光自动在线测量及补偿系统及其精度补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了水导激光自动在线测量及补偿系统及其精度补偿方法，该方法包括：根据要求加工形状和机床基本参数确定加工件的规划检测路线，并检测靠近加工件的水射流的物理变化状态得到初始位置信息；通过控制单元控制加工单元与加工件的相对移动数据，根据相对移动数据的差异信息得到接触点位置信息；对接触点位置信息进行预设密度的目标点测量以得到目标点位置信息，并对目标点位置信息进行数据拟合得到实际加工形状；判断实际加工形状与所述要求加工形状的误差数据是否满足预设精度要求，以根据不满足预设精度要求的判断结果进行精度补偿得到最佳补偿量。本发明专利技术可以解决现有的由于取下测量和重新装夹而带来的影响加工效率和加工精度的问题。效率和加工精度的问题。效率和加工精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
水导激光自动在线测量及补偿系统及其精度补偿方法


[0001]本专利技术涉及水导激光加工
，特别是涉及水导激光自动在线测量及补偿系统及其精度补偿方法。

技术介绍

[0002]水导激光加工(water jet guided laser)是一种水射流与激光复合的特种加工技术。水导激光加工中，首先将激光束聚焦到微细水射流当中，由于激光在水中与空气中的折射率不同，在满足全反射的条件下激光将在水与空气的界面发生全反射，从而不断向前传输，水射流将激光引导到材料表面进行加工。水导激光加工方法结合了常规激光加工方法和水射流加工方法的特点，一方面继承了激光切割无机械压力、无刀具磨损、切口宽度窄等优点，另一方面又利用了微细水射流良好的散热和冲刷作用，有效减少切割区域附近的热效应，及时带走熔渣避免污染和重熔，大大提高切割质量，有效解决了传统机械加工与常规激光加工的弊端。
[0003]然而，目前水导激光缺少对工件的在线检测方法。由于需要将工件取下进行测量，需要重新装夹与对准，影响了加工效率。同时，再次装夹也难免产生新的误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提出一种水导激光自动在线测量及补偿系统，通过自动在线测量和精度补偿，缩短加工步骤，节省人力物力，提高加工精度和效率。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提出一种水导激光自动在线测量及补偿方法。
[0007]为达上述目的，本专利技术一方面提出一种水导激光自动在线测量及补偿系统，包括：
[0008]加工单元，用于产生传导激光的水射流为加工件提供加工的能量；
[0009]控制单元，以及控制加工单元或加工件产生相对移动数据；
[0010]检测单元，用于检测水射流的物理变化状态得到位置信息，并通过数控系统分析处理所述位置信息和所述相对移动数据得到加工件的实际加工形状，并与预设的要求加工形状进行误差对比以判断是否进行精度补偿。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的水导激光自动在线测量及补偿系统还可以具有以下附加的技术特征：
[0012]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述控制单元，还用于收集检测单元产生的信息。
[0013]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述检测单元检测的水射流的物理变化状态包括声学和光学的变化状态。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述检测单元，还用于检测加工单元与加工件之间的电信号。
[0015]为达上述目的，本专利技术另一方面提出一种水导激光自动在线测量及补偿方法，包
括：
[0016]根据要求加工形状和机床基本参数确定加工件的规划检测路线，并通过检测单元检测靠近加工件的水射流的物理变化状态得到初始位置信息；
[0017]通过控制单元控制加工单元与加工件的相对移动数据，根据所述相对移动数据的差异信息得到接触点位置信息；
[0018]对所述接触点位置信息进行预设密度的目标点测量以得到目标点位置信息，并对所述目标点位置信息进行数据拟合得到实际加工形状；
[0019]判断所述实际加工形状与所述要求加工形状的误差数据是否满足预设精度要求，以根据不满足预设精度要求的判断结果进行精度补偿得到最佳补偿量。
[0020]本专利技术实施例的水导激光自动在线测量及补偿系统及其精度补偿方法，通过自动在线测量和精度补偿，可以缩短加工流程，节省人力物力，提高加工效率和加工精度。
[0021]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是根据本专利技术实施例的一种水导激光自动在线测量及补偿系统的结构示意图；
[0024]图2是根据本专利技术实施例的另一种水导激光自动在线测量及补偿系统的结构示意图；
[0025]图3是根据本专利技术实施例的水导激光自动在线测量及补偿方法的流程图；
[0026]图4是根据本专利技术实施例的水导激光自动在线测量及补偿方法的具体实施流程图。
具体实施方式
[0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的水导激光自动在线测量及补偿系统和方法。
[0030]图1是本专利技术实施例的水导激光自动在线测量及补偿系统的结构示意图。
[0031]如图1所示，该水导激光自动在线测量及补偿系统，包括：
[0032]加工单元100，用于产生传导激光的水射流为加工件提供加工的能量；
[0033]控制单元200，以及控制加工单元100或加工件产生相对移动数据；
[0034]检测单元300，用于检测水射流的物理变化状态得到位置信息，并通过数控系统分析处理位置信息和相对移动数据得到加工件的实际加工形状，并与预设的要求加工形状进行误差对比以判断是否进行精度补偿。
[0035]具体地，加工单元100，用于产生传导激光的水射流作为加工能量来源；加工件，作为被加工与检测的对象；检测单元300，可以检测水射流的声学、光学和/或电学特征；移动单元，在加工过程中使加工单元100与检测单元300产生相对移动；控制单元200，收集检测单元信息及控制移动单元移动。
[0036]具体地，检测单元300检测的水射流的物理变化状态包括声学和光学的变化状态。
[0037]具体地，加工件固定，控制单元200控制加工单元100移动；检测单元300检测加工单元100与加工件之间的电信号。
[0038]在本专利技术的一些实施例中，如图2所示，加工单元固定，控制单元200控制加工件移动；检测单元300检测水射流反射回加工单元100的光信号。
[0039]在本专利技术的一些实施例中，在每次加工完成后，加工件单元都具有边缘位置。通过系统的规划，可以使水射流靠近工件，通过检测单元检测水射流的状态变化，以测得位置信息。检测单元测量原理包括但不限于通过检测水射流的声学、光学和/或电学特征。这是由于水射流在不受干扰的层流状态与收到干扰后导致的偏转、散射和/或中断状态存在显著差异，如声音大小，水射流是否满足全反射条件，水射流导电性能等。通过控制单元控制加工单元与加工件的相对移动，在移动过程中记录这些差异产生的具体位置，即可确定接触点的位置。接下来进行适当密度的多个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水导激光自动在线测量及补偿系统，其特征在于，包括：加工单元，用于产生传导激光的水射流为加工件提供加工的能量；控制单元，以及控制加工单元或加工件产生相对移动数据；检测单元，用于检测水射流的物理变化状态得到位置信息，并通过数控系统分析处理所述位置信息和所述相对移动数据得到加工件的实际加工形状，并与预设的要求加工形状进行误差对比以判断是否进行精度补偿。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元，还用于收集检测单元产生的信息。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测单元检测的水射流的物理变化状态包括声学和光学的变化状态。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测单元，还用于检测加工单元与加工件之间的电信号。5.应用于权利要求1
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4中任一所述水导激光自动在线测量及补偿系统的精度补偿方法，其特征在于，所述方法，包括以下步骤：根据要求加工形状和机床基本参数确定加工件的规划检测路线，并通过检测单元检测靠近加工件的水射流的物理变化状态得到初始位置信息；通过控制单元控制加工单元与加工件的相对移动数据，根据所述相对移动数据的差异信息得到接触点位置信息；对所述接触点位置信息进行预设密度的目标点测量以得到目标点位置信息，并对所述目标点位置信息进行数据拟合得到实际加工形状；判断所述实际加工形状与所述要求加工形状的误差数据是...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩福柱，唐文翰，潘遇安，徐星汉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：