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JP4902111B2

Monitored laser shock peening

Abstract

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8 claims: 8 independent, 0 dependent

  1. 1
    A system for laser impact peening of a workpiece (12) having a confined fluid film, a peening laser (22) that projects a pulsed laser beam (22) at a target position (24) on the fluid film on the workpiece. 20), a probe laser that projects a probe laser beam (38) at the target position, and an optical detector that is optically aligned with the target position and detects the reflection of the probe beam from the target position. A monitoring device (34) that monitors the film (18) at the target position, including the (40), and the peening laser (20) and the detector (40) are operably coupled and monitored. Includes a control device (42) that initiates the pulsed laser beam depending on the quality of the membrane.Mi,The peening laser (20) includes a photoexcited laser rod and a Q-switch (32) that generates the pulse beam at a certain pulse repetition rate, and the control device (42) is operatively coupled to the Q-switch. And emit the pulse beam depending on the quality of the monitored membrane,The peening laser (20) further includes a driver (46) for the Q-switch (32), further including a master clock (44) for the system to generate a clock signal that results in the pulse repetition rate, said control. The apparatus (42) enables the driver (46) when the detector detects that the quality of the film is normal, and when the detector detects that the quality of the film is abnormal, the driver (46) is activated. Configured to disable the driver (46)The system furtherThe detector (40) and the Q-switched driver (46) are operably coupled to enable the driver when the detector generates the corresponding high voltage when the membrane is normal, and the detection. Includes a logic AND circuit (52) that disables the driver when the instrument generates a corresponding low voltage in case the membrane is abnormal.Characterized bysystem. 閉込め流体膜を有する加工物(12)をレーザ衝撃ピーニングするシステムであって、前記加工物上の前記流体膜の上のターゲット位置(24)でパルスレーザビーム(22)を投射するピーニングレーザ(20)と、前記ターゲット位置にプローブレーザビーム(38)を投射するプローブレーザと、前記ターゲット位置と光学的に整列して配置され、該ターゲット位置からの前記プローブビームの反射を検出する光検出器(40)とを含む、前記ターゲット位置において前記膜(18)を監視する監視装置(34)と、前記ピーニングレーザ(20)と検出器(40)とに作動的に結合され、前記監視された膜の品質に応じて前記パルスレーザビームを開始する制御装置(42)と、を含み、前記ピーニングレーザ(20)が、光励起されるレーザロッドと前記パルスビームをあるパルス繰返し率で発生させるQスイッチ(32)とを含み、前記制御装置(42)が、前記Qスイッチと作動的に結合されて前記監視された膜の品質に応じて前記パルスビームを放出し、前記ピーニングレーザ(20)が前記Qスイッチ(32)用のドライバ(46)を更に含み、前記システムが前記パルス繰返し率をもたらすクロック信号を発生するためのマスタクロック(44)を更に含み、前記制御装置(42)は、前記膜の品質が正常であることを前記検出器が検出した時に前記ドライバ(46)を有効にし、前記膜の品質が異常であることを前記検出器が検出した時に前記ドライバ(46)を無効にするように構成され、前記システムは、さらに、前記検出器(40)と前記Qスイッチドライバ(46)とに作動的に結合され、前記検出器が前記膜が正常な場合に対応する高い電圧を発生する時に前記ドライバを有効にし、且つ前記検出器が前記膜が異常な場合に対応する低い電圧を発生する時に前記ドライバを無効にする論理AND回路(52)を含むことを特徴とする、システム。
  2. 2
    An focusing lens (56) optically aligned between the detector (40) and the target position (24) and an optical lens (56) between the detector (40) and the lens (56). A pinhole aperture (58) arranged in an aligned manner and a band optical filter (60) arranged optically aligned between the detector (40) and the aperture (58). Further inclusive claims1The system described in. 前記検出器(40)と前記ターゲット位置(24)との間に光学的に整列して配置された集束レンズ(56)と、前記検出器(40)と前記レンズ(56)との間に光学的に整列して配置されたピンホール開口(58)と、前記検出器(40)と前記開口(58)との間に光学的に整列して配置された帯域光フィルタ(60)と、を更に含む請求項1に記載のシステム。
  3. 3
    The claim is that the pulse repetition rate of the peening laser (20) is at least 10 cycles per second.2The system described in. 前記ピーニングレーザ(20)のパルス繰返し率が、少なくとも毎秒10サイクルであることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
  4. 4
    Between a plurality of photodetectors in a planar array (40A) state for detecting an image and an array of photodetectors and the target position that focuses the image of the target position on the array of photodetectors. A claim that further comprises an imaging lens (62) that is optically aligned and arranged.1The system described in. 像を検出する平面アレイ(40A)状態の複数の光検出器と、前記ターゲット位置の像を前記光検出器の前記アレイ上に集束させる、前記光検出器のアレイと前記ターゲット位置との間に光学的に整列して配置された結像レンズ(62)と、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  5. 5
    The control device (42) determines the distance between the first reflection of the probe beam from the surface of the membrane and the second reflection of the probe beam from the surface of the workpiece beneath the membrane. Claims characterized in that they are configured to measure4The system described in. 前記制御装置(42)が、前記膜の表面からの前記プローブビームの第1の反射と前記膜の下にある前記加工物の表面からの前記プローブビームの第2の反射との間の距離を測定するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載のシステム。
  6. 6
    The control device (42) determines the thickness of the film at the target position from the measured distance, and when the film thickness is sufficient to perform effective peening, the Q-switch driver (46) is enabled to enable the film thickness. The claim is characterized in that the Q-switched driver (46) is configured to be disabled when is insufficient to perform effective peening.5The system described in. 前記制御装置(42)が、前記ターゲット位置における膜の厚みを測定された距離から求め、膜厚が有効なピーニングを行うのに十分である時には前記Qスイッチドライバ(46)を有効にし、膜厚が有効なピーニングを行うのに不十分である時には前記Qスイッチドライバ(46)を無効にするよう構成されていることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
  7. 7
    A claim comprising a focusing lens (64) that is optically aligned and arranged between the probe laser (36) and the target position (24) to focus the probe beam at the target position. Item5The system described in. 前記プローブレーザ(36)と前記ターゲット位置(24)との間に光学的に整列して配置され、前記プローブビームを前記ターゲット位置において集束させる集束レンズ(64)を更に含むことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
  8. 8
    The imaging lens (62) comprises a plurality of cooperating lenses that invert an image of the target position on the detector array (40A).7The system described in. 前記結像レンズ(62)が、前記ターゲット位置の像を前記検出器アレイ(40A)上で倒置させる複数の協働するレンズを含むことを特徴とする請求項7に記載のシステム。