本发明专利技术名称为：用于利用激光操作形成内部空腔的系统和方法。用于加工难以或不可能视觉监测的内部空腔的激光加工系统可包括：激光生成器，配置成从激光生成器延伸并且向其缩回的杆，安装在杆上并且配置成反射由激光生成器生成的激光束的万向转镜，一个或多个传感器，以及控制器，该控制器可从传感器接收数据并且基于数据来确定如何和是否操作杆和万向转镜以指引由激光生成器生成的激光束。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于材料处理的系统和方法，并且具体地，涉及利用激光来成形内部空腔的系统和方法。
技术介绍
从人们使用工具开始，已经通过加工技术实现了这一点，即通过去除一些材料来改变由多种材料制成的对象的形状和尺寸。虽然加工曾经主要在金属上进行，然而现今经常能加工更多的高级材料，诸如高级合金、陶瓷以及可组合金属、陶瓷和其它材料的复合材料。加工的方式也在发展，超越了通过诸如铣削、钻孔等的过程来从对象物理地抽取材料，达到了包括诸如放电加工、电化学加工、电子束加工、光化学加工、激光加工以及超声加工之类的新技术。即使有了加工和材料技术的进步，某些类型的加工仍然提出了挑战。在这些挑战中，有难以将加工装置控制在其中没有可用的视觉通路的空间中(例如，内部空腔)，以及难以将加工装置控制在这样的空间中，使得能在加工过程中达到准确的深度和形状。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，公开用于激光加工的系统、方法以及设备，其包括:激光生成器；杆(rod)，配置成从激光生成器延伸并且向其缩回，万向转镜(articulatedmirror)，安装在杆上并且配置成反射由激光生成器生成的激光束；一个或多个热传感器，以及控制器，该控制器可从热传感器(一个或多个)接收数据，并且确定如何和是否基于数据来操作杆和万向转镜以指引由激光生成器生成的激光束。由控制器接收的数据可包括激光束与其被指向的对象进行接触的接触点的二维或三维坐标。接收的数据也可以(或取代)为控制器能够用以确定这样的坐标的数据。控制器可指示、指引或者另外引起杆相对于激光生成器延伸和缩回以及/或者绕着由激光束形成的轴旋转。控制器也可指示、指引或另外引起万向转镜绕着由万向转镜的直径所形成的轴旋转。根据本专利技术的另一个方面，可使用多个热传感器来检测或生成接触点的三维坐标。备选地，可通过控制器来使用来自多个热传感器的数据以确定三维坐标。在一些实施例中，可使用单个热传感器并且可基于二维坐标和诸如反射率时间测量、检测到的热等的附加数据来确定三维坐标。在本专利技术的另一个方面，控制器可将接触点的确定的位置与配置在控制器上的一个或多个绘图、示意图、设计图等进行比较，以确定在接触点处是否有附加的材料待去除。如果没有附加的材料从接触点待去除，那么控制器可通过操作万向转镜和杆的一个或多个来移动接触点，使得材料可以从激光束正从其去除材料的对象的其它区域去除。如果完全没有附加的材料从对象待去除，则控制器可指示、指引或另外引起激光生成器停止发射激光束。在结合附图来阅读时会更好地理解前述的概要，以及以下详细描述。出于示出所要求保护的主题的目的，在附图中示出说明多种实施例示例；然而，本专利技术不限于公开的特定的系统和方法。附图说明在参照附图来阅读以下详细描述时，本主题的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，其中: 图1为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的框 图2为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的另一个框 图3为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的另一个框 图4为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的另一个框 图5为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的另一个框 图6为根据本公开的一个实施例的非限制性示范性激光加工系统的另一个框 图7为进行本公开的实施例的非限制性示范性方法； 图8为本公开的实施例可实现的非限制性示范性处理器的框图。具体实施例方式图1示出根据本公开的实施例的示范性非限制性系统。激光束生成器110可配置成产生任意类型的光、电磁辐射或可用来改变或影响材料的其它束发射。在一实施例中，生成器Iio可生成激光束113，其可以为能够加工一种或多种类型的材料的一种类型的激光。杆111可连接或者另外接近生成器110并且可连接至万向转镜112。杆111可配置成从生成器110的壳体延伸出来和缩回生成器110的壳体，并且配置成绕着由激光束113形成的轴旋转，使得万向转镜112可更靠近以及更远离生成器110，并且绕着由生成器110发射的激光束113旋转。万向转镜112可配置成绕着轴旋转(如所示图5)或者另外在一个或者多个方向上倾斜，使得能够操作激光束113。万向转镜112的位置可通过控制器120直接(例如，使倾斜)或间接地(例如，通过操作杆111)调整。控制器120可包括可用于实现本文公开的任意实施例的任意部件、元件、软件等。在一实施例中，控制器120可包括轴旋转控制输出121，其可配置成指引、指示或者另外引起杆111绕着与激光束113关联的轴旋转。控制器120也可包括线性控制输出122，其可配置成指引、指示或者另外引起杆111从生成器110延伸出来或者缩回进生成器110，或者另外更靠近或更远离生成器110。控制器120也可包括倾斜控制输出123，其可配置成指引、指示或者另外引起万向转镜112倾斜或者另外绕着轴旋转。控制器120也可包括功率控制输出124，其可配置成指引、指示或者另外引起生成器110停止或启动发射激光束113,或交替地升起、下降或者另外适当地放置或者移动光闸(shutter) 160,该光闸160防止和允许激光束113发射至生成器110的壳体外面。功率控制输出124也可(或取代地)指引、指示或者另外引起生成器110在激光束113从生成器110发射时，改变激光束113强度和/或功率以及/或者改变激光束113的任何特性。为了加工或者另外去除对象130的一些部分，生成器110可用来指引激光束113到对象130的一个或多个表面上。对象130可为能够被生成器110的激光束或任意其它发射加工的任意对象。在一实施例中，对象130可为任意类型的机翼并且可由陶瓷基复合材料构成。生成器110和相关部件可用来成形、加工或者另外改变对象130的内部结构。例如，对象130的内部结构的期望的变化可为由虚线131表示的那些。生成器110和相关部件可用于从对象130的内部空腔去除材料，使得内部空腔具有如由虚线131所示的形状。虚线131可表示示意图、绘图、设计图、说明或利用通过本公开的系统和方法的材料去除来创建的、期望的形状或形式的其它描述。这样的示意图、绘图、设计图、说明等可配置在控制器120中，允许控制器120准确地和精确地操纵本公开的系统的其它部件来形成期望的形状。在一些情况下，因为对象130的内部空腔在对象130的内部，所以难以或不可能视觉地监测激光束113的发射以观察通过激光束113去除材料是否如期望或预期的那样发生。例如，对象130的内部空腔可能足够的小，从而使得不可能有监测材料去除过程的其它方式(例如，小型摄影机的插入)。备选地，监测材料去除过程的这种备选的方式的成本与使用如本文公开的一个或多个实施例相比可能太高。因此，检测材料去除过程的子系统(诸如热传感器140)可以用在一实施例中以检测和监测材料去除过程。可使用的热传感器的类型包括表面K型(例如，异种金属焊接)热电偶(TC)，基于硅二极管的温度传感器，可包括内置的距离测量能力的红外线温度计传感器，可为可安装在阵列网格中的多个TC构成的平面传感器面板，以及具有针对激光进行的热测量的瞬态红外信号发射器(注意，可使用脉冲激光，并且这样的脉冲发生可用来在操作期间允许激光切割排放废本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种设备，包括：激光生成器；杆，配置成从所述激光生成器延伸和向其缩回；万向转镜，安装在所述杆上并且配置成反射通过所述激光生成器生成的激光束；传感器；以及控制器，配置成：从所述传感器接收数据，以及基于所述数据，操作所述杆和所述万向转镜以指引由所述激光生成器生成的所述激光束。
【技术特征摘要】
2011.12.06 US 13/312,5521.一种设备，包括: 激光生成器； 杆，配置成从所述激光生成器延伸和向其缩回； 万向转镜，安装在所述杆上并且配置成反射通过所述激光生成器生成的激光束； 传感器；以及 控制器，配置成: 从所述传感器接收数据，以及 基于所述数据，操作所述杆和所述万向转镜以指引由所述激光生成器生成的所述激光束。2.如权利要求1所述的激光加工设备，其中，所述数据包括所述激光束与对象的接触点的一组二维坐标的至少一个，以及所述激光束与所述对象的所述接触点的一组三维坐标的至少一个。3.如权利要求1所述的激光加工设备，其中，所述控制器配置成相对于所述激光生成器延伸和缩回所述杆。4.如权利要求1所述的激光加工设备，其中，所述控制器配置成绕着由所述激光束形成的轴旋转所述杆。5.如权利要求1所述的激光加工设备，其中，所述万向转镜配置成绕着由所述万向转镜的直径形成的轴旋 转。6.如权利要求5所述的激光加工设备，其中，所述控制器配置成绕着所述轴旋转所述万向转镜。7.如权利要求1所述的激光加工设备，其中，所述传感器包括至少两个传感器。8.一种系统,包括: 激光生成器； 杆，配置成从所述激光生成器延伸并且向其缩回； 万向转镜，安装在所述杆上，并且配置成反射通过所述激光生成器生成的激光束； 传感器；以及 控制器，通信地连接至所述传感器，所述控制器配置成: 从所述传感器接收数据，以及 基于所述数据，操作所述杆和所述万向转镜以指引通过所述激光生成器生成的所述激光束。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述数据包括所述激光束与对象的接触点的二维坐标和附加数据，并且其中，所述控制器配置成基于所述二维坐标和所述附加数据来确定所述接触点的三维坐标。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述附加数据包括时间数据。...
【专利技术属性】
技术研发人员：HC罗伯茨三世，GC泰克萨彻尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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