CN113351985B - 激光加工控制方法、装置和*** - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种激光加工控制方法、装置和***，在检测激光加工点的光辐射信号时，通过相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计，进而根据相干光成像装置获取的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量进行补充修正，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求，降低了相干光成像装置的复杂度要求。

Description

激光加工控制方法、装置和***

技术领域

本申请涉及激光加工领域，尤其涉及一种激光加工过程中加工参数控制方法、装置和***。

背景技术

激光加工过程是光与材料相互作用的过程，其主要是利用激光器发出的激光束通过光纤和透镜传输后聚焦在材料表面，材料吸收激光能量引起熔化甚至气化，进而达到材料加工的目的。由于激光的热影响，待加工材料的加工区域会形成熔池，并辐射出等离子体、金属蒸汽、辐射光信号和辐射声信号等多重信号。大量的研究表明，上述信号与激光加工质量密切相关。如果激光加工过程中出现驼峰、未焊透、飞溅、污染等缺陷时，上述辐射信号会体现出不同的信号表征。

在激光加工生产过程中，激光出光的控制参数，光学相关设备的参数、加工件的材质、形状等工艺参数，都会影响激光加工件的生产效率以及最终产品的质量。为了能够提高激光加工检测的精度，提高产品生产质量，现有技术中通过光学传感器去获取激光加工点辐射光光强信号，通过不同频段的辐射光光强去表征不同的激光加工缺陷。

发明内容

本申请提出激光加工控制方法、装置和***，满足现有工业生产时生产高速检测需求，降低了相干光成像装置的复杂度要求。

本申请采用如下技术方案实现：

第一方面，本申请实施例提供一种激光加工控制方法，包括以下步骤：

接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；

通过相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；

根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；

根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

上述激光加工过程控制方法，根据相干光成像装置获取的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量进行补充修正，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求，降低了相干光成像装置的复杂度。

结合第一方面，在一些实施例中，根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；还包括以下步骤：

根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

结合第一方面，在一些实施例中，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括以下步骤：根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。

结合第一方面，在一些实施例中，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括以下步骤：

根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；

根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

上述激光加工过程控制方法，通过将反馈控制等级表预设到***中，在实际激光加工时，通过查询反馈控制等级表去实时反馈控制激光加工过程，满足了激光工业化加工中自适应智能高效控制的需求。

第二方面，本申请实施例提供一种激光加工装置，包括单点光学传感器、相干光成像装置、处理器；单点光学传感器，用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；相干光成像装置，用于获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；处理器，用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

上述激光加工装置，根据相干光成像装置获取的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量进行补充修正，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求，降低了相干光成像装置的复杂度。

结合第二方面，在一些实施例中，激光加工装置还包括存储器，处理器还用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存在存储器的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

结合第二方面，在一些实施例中，处理器还用于根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。

结合第二方面，在一些实施例中，激光加工装置包括存储器，处理器根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；处理器根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

本申请提供的激光加工装置，通过将反馈控制等级表预设到***中，在实际激光加工时，通过查询反馈控制等级表去实时反馈控制激光加工过程，满足了激光工业化加工中自适应智能高效控制的需求。

第三方面，本申请实施例提供一种激光加工***，包括：激光加工头、单点光学传感器、相干光成像装置、处理器；激光加工头，用于在激光加工路径上，根据激光加工参数对激光加工件进行激光加工；单点光学传感器，用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；相干光成像装置，用于获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；处理器，用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

结合第三方面，在一些实施例中，激光加工***还包括存储器，处理器还用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存在存储器的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种；并根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计；处理器根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；处理器根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

本申请提供的激光加工控制方法、装置和***，根据相干光成像装置获取的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量进行补充修正，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求，降低了相干光成像装置的复杂度。

附图说明

图1为本申请实施例加工件加工监测***应用于激光焊接质量在线检测示意图；

图2为本申请实施例一种激光加工控制方法流程图；

图3为本申请实施例一种激光加工控制装置示意图；和

图4为本申请实施例中一种激光加工控制***示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本申请实施例中可能采用术语第一、第二等来描述设定阈值，但这些设定阈值不应限于这些术语。这些术语仅用来将设定阈值彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一设定阈值也可以被称为第二设定阈值，类似地，第二设定阈值也可以被称为第一设定阈值。

本申请实施例涉及的“用户界面”，是指，电子设备的显示屏显示的界面。用户界面可包括任意应用界面。用户界面还包括状态栏等。

本申请实施例涉及的“显示要素”，是指应用界面显示的内容，包括各应用界面所展示的供用户查看的内容以及供用户执行操作的内容。

本申请实施例涉及的“多个”，是指大于或者等于两个。

目前，市场上存在的工业加工件在加工过程监测***，比如激光焊接工艺检测设备中，在沿着激光加工光束的激光束轴线进行焊接的过程中，会因保护气异常、功率衰减、离焦量变化、保护镜污染、间隙变化等原因产生各种激光焊接缺陷，比如虚焊，激光加工点表面污染、未熔透、焊瘤、塌陷、飞溅、焊缝偏离等焊接缺陷。在激光焊接工序中相关缺陷的问题属于焊接缺陷，难以被发现，从而给产品质量带来隐患一直是困扰制造商。特别是在一些质量要求较高的行业，如电池、精密消费电子领域的批量化生产中，是制造商急需解决的技术问题。动力电池焊接领域中防爆阀密封焊接，该工艺要求防爆阀与盖板保证完全密封焊接，不能有漏焊，虚焊，偏焊导致的密封不了情况。极耳焊接部分，需要将铜片和铝材焊接在一起，由于不同材料焊接工艺以及薄片焊接时变形等特点，容易出现虚焊情况，出现焊接不良结构。电池壳体密封焊接，是动力电池的重要工序，其焊接质量对电池整体的密封性及耐压强度，产生直接影响，从而影响使用寿命和安全性能。电池组串并联焊接，也是电池组输出效率好坏的一个重要工序，其难点在于需要保证焊接的熔接深度和熔接强度。

首先介绍本申请实施例涉及的加工件在加工过程监测***。请参阅图1，本申请实施例提供的加工件加工监测***。本监测***可以适用多种应用环境，例如，用于加工件在激光切割时的切割质量监控、也可以用于加工件在激光焊接时的焊接质量监控、也可以用于3D打印时焊接质量监控、可以是在工业制造时制造过程的实时过程监控、还可以是某些环境测试点过程实时监控等，本申请实施例不作限定。

如图1所示，本加工件加工监测***应用于激光焊接质量在线检测，包括激光加工头1、合束镜4、分光元件5和光辐射信号检测模块8，合束镜4与激光加工头1的主光路形成45°夹角，合束镜4与分光元件5平行放置，激光加工头1的反射光通过合束镜4反射给分光元件5，再通过分光元件5反射进入光辐射信号检测模块8；在合束镜4与光辐射信号检测模块8之间的光路上设置有光强调节器9，光强调节器9对整体的光强进行调整控制。光强调节器9内置光衰减片，通过光衰减片用于对光辐射强度进行衰减控制，光衰减片可根据工艺需求，选用不同比例的衰减值，通过更换不同衰减比例的光衰减片从而达到控制光强的目的。分光元件5采用分光镜，分光镜是一种将光信号部分反射和部分透过的镜。检测装置还包括成像模块20。

光辐射信号检测模块8具有光电传感器用于接收光辐射信号，具有用于将辐射光信号聚焦到光电传感器有效范围的聚焦镜7。信号处理电路11用于将光电传感器接收到的信号进行放大分析处理。光电传感器可以为用于接收可见光波段、激光反射波段、红外光波段等不同波段的光辐射信号的光电感应器，将各个不同的光辐射信号转化为电信号，输出给信号处理电路对信号进行加工，用于后续对激光加工质量的分析判断。

本实施例中，激光束与材料加工区域2产生的光辐射信号3，会通过激光加工头1中的合束镜4，将光辐射信号引导进入本装置内，与信号光束成45°的第一个分光元件5将信号光束分为两部分光辐射信号，一路通过反射垂直转向成像模块20，另一部分通过透射传递到第二个分光元件5，然后通过聚焦镜7汇聚到光电传感器的光敏工作区，为了让光电传感器获得指定的光辐射信号，在光电传感器前设有一个带通滤光片(图未示)，用于过滤出指定光辐射信号。光辐射信号被光电传感器转化为电信号，输出给信号处理电路11进行调制放大等，然后输出给激光加工质量分析***12。可见，通过对激光束加工产生的光辐射信号进行引导，分解，获得各种与焊接质量相关信号，通过信号处理电路11、激光加工质量分析***12获得与激光加工质量高度相关的结果。

具体的，光辐射信号检测模块8用于接收辐射光并将辐射光转化为对应的光强电信号，可以包括单点光电传感器如光电二极管。可以包括：红外辐射信号传感器，可见光辐射信号传感器，激光加工反射信号传感器。一般的，红外辐射信号传感器可以对应接收波长在1250nm至1700nm区间的红外辐射信号。可见光辐射信号传感器可以对应接收400nm至700nm区间的可见光辐射信号。激光加工反射信号传感器可以对应接收实际激光加工时的加工激光反射信号，比如加工激光波长有915nm、1064nm、1080nm等。加工激光的波长与实际使用激光器波长相关。本领域技术人员可以理解，本申请通过光辐射信号检测模块8接收的激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号与单点光电传感器本身可检测的光谱相关。在一些使用环境中，红外辐射信号适宜区间可以在1250nm至1700nm区间之外进行扩展。在一些使用环境中，可见光辐射信号可以在400nm至700nm区间外扩展。或者相关光辐射信号可以为相关区间的某一段或者某些特定光谱。比如特定蓝光、特定绿光等。本申请实施例通过红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号三段取值，可以对比表征激光加工质量，进而可以更为精准的进行激光加工件加工点质量检测。

具体的，光辐射信号检测模块8进一步包括信号处理电路11，进而光辐射信号检测模块8可以直接将接收到辐射信号进行光电转换成数字电信号并输出给激光加工质量分析***12。请结合图2所示，本申请实施例提供的加工件加工监测界面显示效果示意图中，光辐射信号检测模块8通过可见光辐射信号传感器获得对应的电压值V1，通过激光加工反射信号传感器获得对应的电压值V2，通过红外辐射信号传感器获得对应的电压值V3，分别将对应V1、V2和V3通过增益调整后输出调整电信号。这里的增益调整可以理解为：为了通过电压值更直观方便的表征对应激光加工点的加工点质量值，适当将V1、V2和V3电压值大小分别在一定范围内对应调整，使得电压值得变动可以直观反映激光加工点的加工点质量变化。本申请实施例中，通过单点光电传感器将接收到辐射信号进行光电转换成电信号，进而得到的电信号可以为V＝m*V1+n*V2+k*V3，其中m、n、k都为常数，且m+n+k＝1。

本申请根据激光加工点的实际加工点质量值，建立激光加工点加工点质量值与电信号的对应关系，包括：分别将激光加工标准件每个加工点对应的V1、V2和V3电压值与激光加工点的加工点质量值建立对应关系；该对应关系用于根据在激光加工路径上激光加工点对应的调整电信号的大小，来反映激光加工点的加工点质量值；可以理解，本申请实施例所描述的加工点质量值包括：加工点是否有虚焊、飞溅，焊瘤、表面污染等。调整电信号的变化可以单独反映加工点质量变化，也可以反映加工点质量的加权变化。

进一步的，根据对应关系生成用于激光加工点加工点质量检测的表征数据，还包括：根据预存的激光加工标准件每个加工点对应的正常调整电信号，确定激光加工过程中，激光加工点实时加工点质量检测的表征数据是否符合正常标准。本申请实施例中，当激光加工过程中，比如批量焊接某一类加工件时，需要实时检测这一类加工件的焊接点加工点质量是否满足产品合格要求。根据前述方案，需要实时检测该批激光加工件相同或相似部位的上述加工点的光辐射信号，进而建立实时激光加工点加工点质量值与电信号的对应关系。因实时得到对应关系需要标准参照表来对照判断，比如需要确定预存标准加工点质量值与电压的对应关系，进而根据实时得到的电压值去判断实时加工点质量值是否异常。可以理解，预存标准加工点加工点质量值与电压的对应关系可以是一个包络面，即在相同激光加工路径中，若干个激光加工点拟合形成的标准加工点加工点质量值与电压的对应曲线可以有上限和下限。当实时激光加工点加工点质量值与电信号拟合的加工路径上的对应关系满足标准加工点加工点质量值与电压的对应关系的上下限之间时，则判断实时激光加工点加工点质量值满足激光加工标准。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对加工件加工监测***的具体限定。在本申请另一些实施例中，光辐射信号检测模块8可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

激光加工质量分析***12可以为带处理器的显示设备，该显示设备用于显示图像，视频等。显示设备包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystaldisplay，LCD)，有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)等。在一些实施例中，激光加工质量分析***12可以包括1个或N个显示屏，N为大于1的正整数。

成像模块20可以通过ISP，摄像头，视频编解码器，GPU，显示屏以及应用处理器等实现拍摄功能。ISP用于处理摄像头反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点，亮度，肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。

成像模块20用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。

本加工件加工监测***还可以包括外部存储器接口，用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展设备的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口与处理器通信，实现数据存储功能。例如将图片，视频等文件保存在外部存储卡中。

本加工件加工监测***还可以包括内部存储器，用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器通过运行存储在内部存储器的指令，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理。内部存储器可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作***，至少一个功能所需的应用程序等。存储数据区可存储设备使用过程中所创建的数据等。此外，内部存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flashstorage，UFS)等。

本加工件加工监测***还可以包括检测告警指示器，该指示器可以是指示灯，可以用于指示异常状态，也可以用于指示消息，通知等。

本加工件加工监测***中，激光加工质量分析***12还包括应用程序软件。通过内容提供器用来存放和获取数据，并使这些数据可以被应用程序访问。所述数据可以包括视频，图像，音频等。视图***包括可视控件，例如显示文字的控件，显示图片的控件等。视图***可用于构建应用程序。显示界面可以由一个或多个视图组成的。例如，包括通知图标的显示界面，可以包括显示文字的视图以及显示图片的视图。通知管理器使应用程序可以在状态栏中显示通知信息，可以用于传达告知类型的消息，可以短暂停留后自动消失，无需用户交互。比如通知管理器被用于告知下载完成，消息提醒等。通知管理器还可以是以图表或者滚动条文本形式出现在***顶部状态栏的通知，例如后台运行的应用程序的通知，还可以是以对话窗口形式出现在屏幕上的通知。例如在状态栏提示文本信息，发出提示音，电子设备振动，指示灯闪烁等。

为使得激光加工质量分析***12显示出来的监控界面更精准的反映出的激光加工过程中的加工质量。在激光加工件量产前，需要根据不同的生产目标，不断调整相关参数，使得能够达到生产目标的最优工艺参数。

在激光加工过程数据分析中，大批量的激光加工件重复加工后，留下对应多条激光加工过程检测数据。比如有1000个激光焊接焊缝，一般会对应得到1000个焊缝焊接过程检测数据。对该批数据进行分析以筛选焊接不良的产品时，需要根据该批数据进行特征聚类，在同一个特征下的聚类需要一个基准阈值去划分出合格品数据或者非合格品数据。

为此在激光加工质量分析***12中通过预存或导入预先设置的激光加工缺陷模型，确定激光加工质量相关的过程缺陷种类和对过程缺陷种类的检测信号参数特征。进而对已经完成的批量加工数据根据缺陷特征进行聚类/分类/点群等数学分析，获取数据区分特征值作为判断加工过程检测信号质量的参数特征的基准值。

在通过单点光电传感器将接收到辐射信号进行光电转换成电信号时，在实际激光加工中可能存在一些少数不同类型的缺陷，但因为加工点的光辐射光强信号类似，导致单一单点光电传感器对不同类型的激光加工缺陷识别精度不高，比如出现传统的激光加工中出现虚焊缺陷时，虚焊点的辐射光光强和合格焊接点光强类似，导致检测***无法有效识别。为此，请参阅图2，本申请实施例提供一种激光加工控制方法200，包括以下步骤：

步骤210：接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；

步骤220：通过相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；

步骤230：根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；

步骤240：根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

可以理解，步骤230中，根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件可以为本申请前述方案中，通过预存标准加工点加工点质量值与电压的对应关系，比如是一个包络面，即在相同激光加工路径中，若干个激光加工点拟合形成的标准加工点加工点质量值与电压的对应曲线可以有上限和下限。当实时激光加工点加工点质量值与电信号拟合的加工路径上的对应关系满足标准加工点加工点质量值与电压的对应关系的上下限之间时，则判断实时激光加工点加工点质量值满足激光加工标准。

本申请实施例中，当质量初始判断条件中上述满足激光加工标准精度不够时，通过步骤240，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。由于加工加工深度信息为定量的值可以为精度较高的匙孔最低点深度信息，也可以为精度较低的匙孔边缘深度信息，或者高/低精度混合的匙孔深度信息。进而本申请实施例可以较为精确反应出一定类型的激光加工缺陷。在本申请实施例低精度匙孔深度信息进行修正时，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求。由于相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息时，确定匙孔底部需要各种检测辅助设备和/或算法，因此有效反映匙孔底部深度信息的精度直接影响相干光成像装置的复杂度。本申请实施例中，在匙孔最低点深度信息和匙孔边缘深度信息混杂的匙孔深度信息即可对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，降低了相干光成像装置的复杂度。

可以理解，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计，可以为对步骤230中判断实时激光加工点加工点质量值满足激光加工标准的进一步数据筛选。比如进一步建立匙孔深度信息基准范围，通过判断相干光成像装置得到的匙孔深度信息是否满足匙孔深度信息基准范围，去进一步确定是否出现激光加工缺陷和/或对应的缺陷类型。

进一步的，本申请实施例中，步骤230，根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；还包括步骤：根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

本申请实施例中，步骤240，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括以下步骤：根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。可以理解，激光焊接虚焊缺陷可以通过相干光成像装置实时扫描加工过程中匙孔，进而获得实时的匙孔深度信息。而对于激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷等，由于缺陷发生在匙孔闭合之后，所以需要对相干光成像装置进行扫描延迟设置或者取实时焊接后一段时间内的熔深测量值来获取深度信息。进而步骤240：根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计，进一步的还包括：根据预设缺陷类型对匙孔深度信息的获取时机进行修正。

一种实施方式中，在激光焊接组合0.2mmCu/2.0mmCu的双层搭接焊设置中，合格工艺下切片熔深为700μm，合格匙孔深度信息为连续的熔深值反馈；当在激光加工过程中发生虚焊缺陷时，缺陷匙孔深度信息为不连续的状态，也就是跳变的熔深值反馈。

一种实施方式中，在激光焊接组合0.2mmCu/2.0mmCu的双层搭接焊设置中，合格工艺下切片熔深为700μm，合格匙孔深度信息为连续的熔深值反馈；当在激光加工过程中发生焊接表面爆点或针孔缺陷时，熔池闭合后的熔池一般会形成凹坑，进而缺陷熔深深度信息与合格加工件的深度信息形成较明显差别。进而，相干光成像装置进行扫描延迟设置或者取实时焊接后一段时间内可以获取到明显的特征熔深值。

进一步的，本申请实施例中，步骤240，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括步骤：

步骤241：根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；可以理解在合格工艺下切片熔深范围为680μm到730μm之间时，根据激光加工深度信息以50μm间隔设置反馈控制等级表，如630-680μm,730-780μm等分别设置对应等级的激光出光功率、激光加工点的离焦量、激光加工速度、加工激光类型等参数的一种或多种混合参数设置。

步骤242：根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。可以为根据相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息查询上述等级表对应的一种或多种混合参数设置，进而根据参数设置，反馈调整激光加工过程。

本申请实施例预设激光加工深度信息和对应的反馈控制等级表可以为根据经验值预设在***中，也可以根据激光加工当时场景进行现场获取。通过将反馈控制等级表预设到***中，在实际激光加工时，通过查询反馈控制等级表去实时反馈控制激光加工过程，满足了激光工业化加工中自适应智能高效控制的需求。

请参阅图3，本申请实施例还提供一种激光加工装置300，包括单点光学传感器310、相干光成像装置320、处理器330。其中，单点光学传感器310用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号。相干光成像装置320用于获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度。处理器330用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

本申请实施例中，当质量初始判断条件中上述满足激光加工标准精度不够时，处理器330根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。由于加工加工深度信息为定量的值可以为精度较高的匙孔最低点深度信息，也可以为精度较低的匙孔边缘深度信息，或者高/低精度混合的匙孔深度信息。进而本申请实施例可以较为精确反应出一定类型的激光加工缺陷。在本申请实施例低精度匙孔深度信息进行修正时，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求。由于相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息时，确定匙孔底部需要各种检测辅助设备和/或算法，因此有效反映匙孔底部深度信息的精度直接影响相干光成像装置的复杂度。本申请实施例中，在匙孔最低点深度信息和匙孔边缘深度信息混杂的匙孔深度信息即可对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，降低了相干光成像装置的复杂度。

进一步的，本申请实施例提供一种激光加工装置300还包括存储器340，处理器330还用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存在存储器340的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

在一种实施例中，根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件可以为：通过预存标准加工点加工点质量值与电压的对应关系。比如是一个包络面，即在相同激光加工路径中，若干个激光加工点拟合形成的标准加工点加工点质量值与电压的对应曲线可以有上限和下限。当实时激光加工点加工点质量值与电信号拟合的加工路径上的对应关系满足标准加工点加工点质量值与电压的对应关系的上下限之间时，则判断实时激光加工点加工点质量值满足激光加工标准。

在一种实施例中，处理器330进一步的还用于根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。具体的，激光焊接虚焊缺陷可以通过相干光成像装置实时扫描加工过程中匙孔，进而获得实时的匙孔深度信息。而对于激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷等，由于缺陷发生在匙孔闭合之后，所以需要对相干光成像装置进行扫描延迟设置或者取实时焊接后一段时间内的熔深测量值来获取深度信息。进而步骤240：根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计，进一步的，根据预设缺陷类型对匙孔深度信息的获取时机进行修正。

在一种实施例中，处理器330根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器340中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；处理器330根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

结合本申请前述方案，本申请实施例预设激光加工深度信息和对应的反馈控制等级表可以为根据经验值预设在***中，也可以根据激光加工当时场景进行现场获取。通过将反馈控制等级表预设到***中，在实际激光加工时，通过查询反馈控制等级表去实时反馈控制激光加工过程，满足了激光工业化加工中自适应智能高效控制的需求。

请参阅图4，本申请实施例还提供一种激光加工***400，包括：激光加工头450、单点光学传感器410、相干光成像装置420、处理器430。其中激光加工头450用于在激光加工路径上，根据激光加工参数对激光加工件进行激光加工。单点光学传感器410用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器410将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号。相干光成像装置420用于获取至少一个加工点的激光加工深度信息，相干光成像装置420包括光学干涉仪，激光加工深度信息是通过光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度。处理器430用于根据单点光电传感器410获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置420获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

可选的本申请实施例提供的激光加工***400，还包括存储器440，处理器430根据单点光电传感器410获得的电信号和预存在存储器440的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种；并根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。处理器430根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器440中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定。进而处理器430根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

可以理解，本申请提供的激光加工***400，在当质量初始判断条件中上述满足激光加工标准精度不够时，处理器430根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。由于加工加工深度信息为定量的值可以为精度较高的匙孔最低点深度信息，也可以为精度较低的匙孔边缘深度信息，或者高/低精度混合的匙孔深度信息。进而本申请实施例可以较为精确反应出一定类型的激光加工缺陷。在本申请实施例低精度匙孔深度信息进行修正时，对光学相干光成像装置精度要求降低很多，满足现有工业生产时生产高速检测需求。由于相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息时，确定匙孔底部需要各种检测辅助设备和/或算法，因此有效反映匙孔底部深度信息的精度直接影响相干光成像装置的复杂度。本申请实施例中，在匙孔最低点深度信息和匙孔边缘深度信息混杂的匙孔深度信息即可对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，降低了相干光成像装置的复杂度。进一步的，本申请实施例预设激光加工深度信息和对应的反馈控制等级表可以为根据经验值预设在***中，也可以根据激光加工当时场景进行现场获取。通过将反馈控制等级表预设到***中，在实际激光加工时，通过查询反馈控制等级表去实时反馈控制激光加工过程，满足了激光工业化加工中自适应智能高效控制的需求。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，任意一项功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory；以下简称：ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种激光加工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；

通过相干光成像装置获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；

根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；

根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；还包括以下步骤：

根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括以下步骤：根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计；还包括以下步骤：

根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；

根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

5.一种激光加工装置，包括单点光学传感器、相干光成像装置、处理器，其特征在于：

单点光学传感器，用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；

相干光成像装置，用于获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；

处理器，用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括存储器，处理器还用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存在存储器的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，处理器还用于根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括存储器，处理器根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；处理器根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

9.一种激光加工***，包括：激光加工头、单点光学传感器、相干光成像装置、处理器，其特征在于，

激光加工头，用于在激光加工路径上，根据激光加工参数对激光加工件进行激光加工；

单点光学传感器，用于接收激光加工路径中至少一个加工点的光辐射信号，该光辐射信号包括：红外辐射信号、可见光辐射信号、加工激光反射信号中的一种或多种；通过单点光电传感器将所述接收到光辐射信号进行光电转换成电信号；

相干光成像装置，用于获取所述至少一个加工点的激光加工深度信息，所述相干光成像装置包括光学干涉仪，所述激光加工深度信息是通过所述光学干涉仪获取所述至少一个加工点相对于光学参考面的相对加工深度；

处理器，用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工件加工点质量初始判断条件；其中，所述正常电信号为激光加工件加工点在一种工艺参数下合格加工过程中，对应变动的电信号取值幅度范围；并根据相干光成像装置获得的激光加工深度信息对激光加工件加工点质量初始判断条件进行修正，确定激光加工件加工点质量统计。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，还包括存储器，处理器还用于根据单点光电传感器获得的电信号和预存在存储器的激光加工标准件加工点对应的正常电信号，确定激光加工检测数据对应的初始缺陷数据种类，其中缺陷种类包括：激光焊接虚焊缺陷、激光焊接针孔缺陷、激光焊接爆点缺陷中的一种或多种；并根据激光加工深度信息对初始缺陷数据种类进行再判断，确定激光加工件加工点质量统计；处理器根据初始缺陷数据种类确定反馈控制等级表；所述反馈控制等级表存储于存储器中，用于表示在一定缺陷种类下，对应激光加工深度范围所对应的激光加工参数设定；处理器根据激光加工参数设定反馈调整激光加工过程。

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