【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水导激光加工，涉及一种水导激光监测方法及监测系统。
技术介绍
1、水导激光系统是一种应用广泛的切割和加工技术，通过将激光束导引至工件表面，利用高能量密度的光束进行切割、打孔或表面处理。在水导激光系统中，水被用作传导介质，将聚焦后的激光传导在工件上，而稳定、高质量的激光是影响加工效果的关键。激光在传导过程中可能受到各种影响，例如水质、流速、温度变化等因素，这些因素都可能影响到加工水流的质量和稳定性。因此，监测和维持激光束质量在水导激光系统中至关重要。
2、然而，由于水导激光需要极高的设备稳定性，激光器与光学元件需要被严格固定。而对于激光光束的测量通常单独进行，未将激光器固定到加工设备上。在确定激光器符合加工要求后便固定在加工设备上，此时由于加工设备限制难以在进行多次测量，操作人员对于激光器的信息不能实时掌握，容易造成喷嘴损伤等问题。
3、因此，需要一种能够实时监测激光状态，并对功率等参数进行测量的方法或装置来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决技术问题所采取的技术方案是：一种水导激光监测方法，包括以下步骤：
2、步骤s1：激光自激光器发出，通过准直系统后，由分束器将激光分为测量激光与加工激光；其中，测量激光用于实时监测激光参数，加工激光用于水导激光切割与加工；
3、步骤s2：对测量激光的功率进行监测，当监测到pt<k*p时，则反馈激光器功率有明显下降信息，及时停止加工，对激光器进行检修；其中，pt为测
4、步骤s3：对测量激光的光斑进行监测，相机在初始位置获得的光斑图像传递给控制系统；控制系统对接收的数据进行滤波处理，之后控制相机前后移动，获得不同位置处的光斑大小，在获得多组数据后根据公式d2＝az2+bz+c进行拟合，其中，z是测量激光沿传播方向的传播距离，a、b、c为待拟和参数，d为当前光斑直径；求出参数a、b、c后，再代入公式即可求出束腰w，代入公式即可求出光束质量m,获得实时的激光参数；
5、步骤s4：根据步骤s2、s3监测结果，实时调节激光器发出的激光功率。
6、优选的，所述步骤s2中，k取值范围为：0.6～0.8。
7、优选的，所述步骤s3中，根据公式d2＝az2+bz+c进行拟合时，获取15～25组数据求得参数a、b、c。
8、优选的，所述步骤s3中，相机为ccd相机。
9、本专利技术还公开一种水导激光监测系统，所述监测系统采用上述任一水导激光监测方法；水导激光监测系统包括：激光器、准直系统、分束器、监测装置、耦合系统、控制系统、加工平台，激光器用于发射激光，准直系统用于调整激光器发射激光的发散角以确保激光在传播过程中保持准直，分束器用于将准直后的激光分束分为测量激光与加工激光，监测装置用于监测测量激光的激光功率和或激光光斑，耦合系统用于将汇聚的入射加工激光与水流合成激光水射流后发射至加工平台，控制系统用于根据监测装置的反馈信息实时调节激光器的发射功率、耦合系统的耦合参数及加工平台的加工参数；激光器光路连接准直系统，准直系统光路连接分束器，分束器分别光路连接监测装置、耦合系统，耦合系统产生的激光水射流射向加工平台，控制系统电连接激光器、监测装置、耦合系统、加工平台。
10、优选的，所述监测装置监测测量激光的激光功率时，监测装置包括衰减镜片、窄带滤波镜片、聚焦镜片、功率计，测量激光射入监测装置后依序经过衰减镜片、窄带滤波镜片、聚焦镜片后照射在功率计的光功率测量部件上，功率计电连接至控制系统。
11、优选的，所述监测装置监测测量激光的激光光斑时，监测装置包括衰减镜片、窄带滤波镜片、分束镜片、相机，测量激光射入监测装置后依序经过衰减镜片、窄带滤波镜片、分束镜片后照射在相机的镜头上，相机电连接至控制系统。
12、优选的，所述监测装置监测测量激光的激光功率和激光光斑时，监测装置包括衰减镜片、窄带滤波镜片、分束镜片、相机、聚焦镜片、功率计，测量激光射入监测装置后依序经过衰减镜片、窄带滤波镜片、分束镜片后，一部分测量激光经过聚焦镜片后照射在功率计的光功率测量部件上，另一部分测量激光照射在相机的镜头上，功率计、相机分别电连接至控制系统。
13、优选的，所述加工平台的加工参数包括：加工平台距离耦合系统喷口的距离、加工平台上待加工工件的移动速度。
14、本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术通过将准直后的激光用分束器分为测量激光与加工激光，在加工激光进行加工时同步实时对测量激光的功率及光斑进行监测，从而能够实时掌握加工激光的参数信息；因此，本专利技术提供了一种水导激光监测方法及监测系统，能有效监测加工过程中激光参数变化，及时发现激光器问题，避免激光损伤加工设备，同时提高加工效率。
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1.一种水导激光监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，K取值范围为：0.6～0.8。
3.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据公式d2＝Az2+Bz+C进行拟合时，获取15～25组数据求得参数A、B、C。
4.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤S3中，相机为CCD相机。
5.一种水导激光监测系统，其特征在于，所述水导激光监测系统采用权利要求1至4任一权利要求所述的水导激光监测方法；所述水导激光监测系统包括：激光器(1)、准直系统(2)、分束器(3)、监测装置(4)、耦合系统(5)、控制系统(6)、加工平台(7)，所述激光器(1)用于发射激光，所述准直系统(2)用于调整激光器(1)发射激光的发散角以确保激光在传播过程中保持准直，所述分束器(3)用于将准直后的激光分束分为测量激光与加工激光，所述监测装置(4)用于监测所述测量激光的激光功率和或激光光斑，所述耦合系统(5)用于将汇聚的入射加工激光与水流
6.根据权利要求5所述的一种水导激光监测系统，其特征在于，所述监测装置(4)监测所述测量激光的激光功率时，所述监测装置(4)包括衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、聚焦镜片(43)、功率计(44)，所述测量激光射入监测装置(4)后依序经过衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、聚焦镜片(43)后照射在所述功率计(44)的光功率测量部件上，所述功率计(44)电连接至控制系统(6)。
7.根据权利要求5所述的一种水导激光监测系统，其特征在于，所述监测装置(4)监测所述测量激光的激光光斑时，所述监测装置(4)包括衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、分束镜片(45)、相机(46)，所述测量激光射入监测装置(4)后依序经过衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、分束镜片(45)后照射在所述相机(46)的镜头上，所述相机(46)电连接至控制系统(6)。
8.根据权利要求5所述的一种水导激光监测系统，其特征在于，所述监测装置(4)监测所述测量激光的激光功率和激光光斑时，所述监测装置(4)包括衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、分束镜片(45)、相机(46)、聚焦镜片(43)、功率计(44)，所述测量激光射入监测装置(4)后依序经过衰减镜片(41)、窄带滤波镜片(42)、分束镜片(45)后，一部分测量激光经过所述聚焦镜片(43)后照射在所述功率计(44)的光功率测量部件上，另一部分测量激光照射在相机(46)的镜头上，所述功率计(44)、相机(46)分别电连接至控制系统(6)。
9.根据权利要求5所述的一种水导激光监测系统，其特征在于，所述加工平台(7)的加工参数包括：加工平台(7)距离所述耦合系统(5)喷口的距离、加工平台(7)上待加工工件的移动速度。
...【技术特征摘要】
1.一种水导激光监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤s2中，k取值范围为：0.6～0.8。
3.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，根据公式d2＝az2+bz+c进行拟合时，获取15～25组数据求得参数a、b、c。
4.根据权利要求1所述的一种水导激光监测方法，其特征在于，所述步骤s3中，相机为ccd相机。
5.一种水导激光监测系统，其特征在于，所述水导激光监测系统采用权利要求1至4任一权利要求所述的水导激光监测方法；所述水导激光监测系统包括：激光器(1)、准直系统(2)、分束器(3)、监测装置(4)、耦合系统(5)、控制系统(6)、加工平台(7)，所述激光器(1)用于发射激光，所述准直系统(2)用于调整激光器(1)发射激光的发散角以确保激光在传播过程中保持准直，所述分束器(3)用于将准直后的激光分束分为测量激光与加工激光，所述监测装置(4)用于监测所述测量激光的激光功率和或激光光斑，所述耦合系统(5)用于将汇聚的入射加工激光与水流合成激光水射流后发射至所述加工平台(7)，所述控制系统(6)用于根据所述监测装置(4)的反馈信息实时调节所述激光器(1)的发射功率、所述耦合系统(5)的耦合参数及所述加工平台(7)的加工参数；
6.根据权利要求5所述的一种水导激光监测系统，其特征在于，所述监测装置(4)监测所述测量激光的激光功率时，所述监测装置(4)包括衰减镜片(41)、窄带滤波...
【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，陈泽咏，张鑫磊，相里景泉，
申请(专利权)人：陕西渥特镭铯机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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