專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖激光加工方法，特別地，涉及一種非貫通孔的激光加工方法。
背景技術(shù)：
材料打孔技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于所加工孔，按照其是否穿透 被打孔工件，可分為貫通孔(又稱(chēng)通孔)和非貫通孔(又稱(chēng)盲孔)兩類(lèi)。對(duì)于要求加工一 定深度的盲孔，傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔方式可以方便地設(shè)定鉆孔深度，從而得到固定孔深的盲孔， 但通常只能實(shí)現(xiàn)孔徑小至約100微米，孔深/孔徑比小于10 1的材料鉆孔。當(dāng)要求孔徑小于100微米或孔深/孔徑比大于10 1時(shí)，通常采用電子束和激光 打孔方式進(jìn)行打孔。但采用激光打孔方式時(shí)，難以較精確地設(shè)定打孔深度。通常的做法是 在正式加工之前進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)，建立粗略的打孔脈沖數(shù)或打孔時(shí)間與孔深度的對(duì)應(yīng)關(guān)系； 然后使用所要求加工深度對(duì)應(yīng)的打孔脈沖數(shù)或打孔時(shí)間進(jìn)行打孔；由于激光打孔的可重復(fù) 性較差，打孔結(jié)束后，需對(duì)孔的深度進(jìn)行檢查。對(duì)于孔徑較大的孔，通常采用直徑小于孔徑的探針伸入孔內(nèi)部來(lái)測(cè)量盲孔深度； 對(duì)于孔徑較小的孔，例如孔徑小于100微米的孔，通常只能沿孔直徑方向切開(kāi)工件，對(duì)孔的 剖面進(jìn)行測(cè)量得到孔深，由于此方法屬于破壞性測(cè)量，只能對(duì)盲孔深度進(jìn)行抽查。無(wú)論上述 哪一種方法，都需要在激光打孔完成后再次檢測(cè)孔深，降低了打孔的生產(chǎn)效率；且經(jīng)過(guò)后期 孔深檢查，會(huì)剔除一部分不符合打孔深度要求的孔，增加了廢品率。為了克服以上激光打孔缺點(diǎn)，需要在激光打孔過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)打孔狀態(tài)，從而提 高打孔精度和減少?gòu)U品率。然而以往的技術(shù)方法多只能對(duì)通孔的形成情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如專(zhuān) 利200680031610. 1介紹了一種提高激光微加工系統(tǒng)的加工品質(zhì)的方法與系統(tǒng)。其在加工 過(guò)程中記錄與加工參數(shù)相關(guān)的資料，對(duì)激光微加工時(shí)所形成的個(gè)別通孔的能量進(jìn)行監(jiān)視與 控制。本發(fā)明提出了一種在激光打孔過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)孔深的閉環(huán)控制打孔方法，大幅度 提高非貫通孔激光打孔精度和減少?gòu)U品率。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高激光非貫通孔加工的精度和效率及減少?gòu)U品率，本發(fā)明提供一種非貫通 孔的激光加工方法和裝置。本發(fā)明所述一種非貫通孔的激光加工方法為脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光束經(jīng) 由打孔光學(xué)系統(tǒng)聚焦于工件的待打孔位置實(shí)施打孔。脈沖激光器發(fā)出打孔激光脈沖時(shí)，觸 發(fā)同步延時(shí)模塊，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)打孔激光脈沖與工件相 互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī) 對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)得到加工孔的實(shí)時(shí)深 度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。同步延時(shí)模塊延時(shí)觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，其觸發(fā)延遲時(shí)間的選擇要使得沖擊波照相系統(tǒng)在拍照時(shí)，沖擊波已經(jīng)形 成，且尚未消散。沖擊波照相系統(tǒng)可采用高速陰影照相法或馬赫-曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相 法對(duì)打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照。沖擊波照相系統(tǒng)中的輔助曝光 光源可以采用獨(dú)立的輔助曝光激光器或從所述打孔脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光中分光得 到。 其實(shí)施步驟為第一步，針對(duì)待打孔工件，建立激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與孔深度 關(guān)系的參考數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)中；第二步，在脈沖激光打孔過(guò)程中，實(shí)時(shí)拍 攝打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波照片，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制 計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)采用專(zhuān)門(mén)的圖像識(shí)別算法，識(shí)別出激光沖擊波波前輪廓，得到以孔入口 為中心的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑，并參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)，得到加工 孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。在建立激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與孔深度關(guān)系的參考數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，不同深度孔所對(duì) 應(yīng)的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑應(yīng)取多次實(shí)驗(yàn)的平均值。本發(fā)明所述一種非貫通孔的激光加工裝置包括脈沖激光器，打孔光學(xué)系統(tǒng)，同步 延時(shí)模塊，沖擊波照相系統(tǒng)，圖像采集模塊，控制計(jì)算機(jī)；脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光束經(jīng) 由打孔光學(xué)系統(tǒng)聚焦于工件的待打孔位置實(shí)施打孔；脈沖激光器發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同 步延時(shí)模塊，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)；沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)激光脈沖與 工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)；控制 計(jì)算機(jī)對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，并參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)，得到加工 孔的實(shí)時(shí)深度；控制計(jì)算機(jī)判斷孔深是否達(dá)到要求，并控制激光器繼續(xù)或終止打孔。可采用高速陰影照相法或馬赫_曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法構(gòu)建沖擊波照相系統(tǒng)。 沖擊波照相系統(tǒng)中的輔助曝光光源可以采用獨(dú)立的輔助曝光激光器或從所述打孔脈沖激 光器發(fā)出的脈沖激光中分光得到。


圖1是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例中采用高速陰 影照相法所拍攝的激光沖擊波照片。圖2是與本發(fā)明相關(guān)的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與擴(kuò)張時(shí)間的關(guān)系的示意圖。圖3是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例中測(cè)量得到的 不同深度孔的剖面照片及其所對(duì)應(yīng)的激光沖擊波照片。圖4是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例所采用的加工 裝置示意圖。圖5是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的另一個(gè)實(shí)施例所采用的打 孔裝置示意圖。圖6是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的又一個(gè)實(shí)施例所采用的打 孔裝置示意圖。圖7是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例中采用馬赫-曾 德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法所拍攝的激光沖擊波照片。圖8是本發(fā)明一種非貫通孔的激光加工方法和裝置的一個(gè)實(shí)施例中測(cè)量得到的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑和其所對(duì)應(yīng)的孔深的數(shù)據(jù)圖。 圖9是與本發(fā)明相關(guān)的不同能量激光脈沖產(chǎn)生沖擊波波前壓力減弱到與環(huán)境氣 體壓力相等所需時(shí)間的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡明本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采用的方法和裝置，以下結(jié)合附圖及 較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提出的激光打孔方法和裝置及其具體實(shí)施方法、步驟及特征進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明。高強(qiáng)度激光脈沖照射在材料表面上，當(dāng)功率密度大于約2X 108W/cm2時(shí)，使材料表 面層發(fā)生爆炸性氣化，從而產(chǎn)生激光支持的爆轟波(LSDW)現(xiàn)象。高溫高壓的材料氣等離子 體以及空氣等離子體從激光作用區(qū)向外快速膨脹，形成激光沖擊波101，如圖1所示，半球 形激光沖擊波波前102以激光作用點(diǎn)為中心向外界大氣擴(kuò)張。沖擊波波前位置的高溫、高 壓、高密度，造成了空氣狀態(tài)分布的不連續(xù)，使得沖擊波波前將外界大氣與沖擊波內(nèi)部分隔 開(kāi)來(lái)。激光產(chǎn)生的沖擊波可以用Sedov-Taylor的點(diǎn)爆炸波理論來(lái)描述，該理論可以描
述強(qiáng)烈點(diǎn)爆炸后沖擊波波前的傳播。對(duì)于空氣環(huán)境中的爆炸波，由于環(huán)境氣體壓力P1大大
小于沖擊波波前處的壓力P2 (P1 << P2),因此可以忽略環(huán)境氣體壓力P1的影響。這樣，可
以用環(huán)境氣體密度P1，爆炸波能量Etl來(lái)描述沖擊波的擴(kuò)張。沖擊波波前擴(kuò)張半徑r作為
時(shí)間t的函數(shù)可以被表示為
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<formula>formula see original document page 5</formula>其中，t為以激光脈沖開(kāi)始作用為時(shí)間起點(diǎn)的延遲時(shí)間；λ為與爆炸過(guò)程有關(guān)的 積分常數(shù)，對(duì)于空氣，其數(shù)值接近為1 ；Etl代表沖擊波包含的能量，其小于激光脈沖能量；P ！ 為環(huán)境氣體密度(P = 1. 2929kg/m3) ；ν為沖擊波傳播的維數(shù)(沖擊波按球形擴(kuò)張時(shí)取 值3，按圓柱形通道擴(kuò)張時(shí)取值2，按平面擴(kuò)張時(shí)取值1)。分子中的系數(shù)2表示此處沖擊波 按半球形擴(kuò)張，因此完整的等價(jià)球形波應(yīng)包含2倍于半球形沖擊波的能量。在與本發(fā)明相關(guān)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量了激光脈沖作用于鋼質(zhì)工件表面時(shí)，沖擊波 經(jīng)過(guò)不同擴(kuò)張時(shí)間后，其波前的擴(kuò)張半徑，如圖2所示。圖2所示數(shù)據(jù)關(guān)系與點(diǎn)爆炸波理論 相符合，用(1)式對(duì)圖2所示數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到Etl= (380士9) μ J。實(shí)驗(yàn)使用激光參數(shù)為 激光脈寬5ps，激光波長(zhǎng)800nm，激光脈沖能量650 μ J0使用脈沖激光打孔時(shí)，在起始階段，激光直接作用于工件表面，沖擊波以激光作用 點(diǎn)為中心向外界大氣按球形擴(kuò)張；隨著激光燒蝕孔的形成，激光轉(zhuǎn)為直接作用于燒蝕孔的 底部，此時(shí)，沖擊波首先按圓柱形通道在孔內(nèi)擴(kuò)張，到達(dá)工件表面后，轉(zhuǎn)為以孔口為中心按 球形擴(kuò)張。孔越深，激光沖擊波從孔內(nèi)到達(dá)工件表面所需時(shí)間越長(zhǎng)；激光沖擊波從孔內(nèi)到達(dá) 工件表面后，以孔口為中心按球形擴(kuò)張，根據(jù)(1)式，此時(shí)沖擊波波前擴(kuò)張半徑r可以被表 示為
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、Α ) (2)
其中，ν取值為3 為激光沖擊波從孔內(nèi)到達(dá)工件表面所需時(shí)間，根據(jù)⑴式，取 ν值為2，得到
<formula>formula see original document page 6</formula>其中，D為孔的深度；由⑵(3)式可見(jiàn)，激光打孔過(guò)程中，在激光脈沖作用后的某一時(shí)刻，以孔口為中 心的沖擊波波前擴(kuò)張半徑依賴(lài)于孔的深度。在與本發(fā)明相關(guān)的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，使用脈沖激光在Al2O3陶瓷工件上打孔，拍攝作 用于不同深度孔的激光脈沖所產(chǎn)生的沖擊波在激光脈沖開(kāi)始作用500ns后的擴(kuò)張情況，如 圖3所示。圖3中，上方四張照片為沖擊波照片，下方四張為與之相對(duì)應(yīng)的不同深度孔的剖 面照片。圖中清晰可見(jiàn)，隨著孔深度的增加，在激光脈沖開(kāi)始作用500ns后，沖擊波波前的 擴(kuò)張半徑逐步減??；當(dāng)孔貫通工件后，觀察不到?jīng)_擊波圖像，如圖3右上方圖所示。本實(shí)驗(yàn) 使用參數(shù)為激光脈寬5ps，激光波長(zhǎng)800nm，激光脈沖能量650 μ J，工件厚度400 μ m,相機(jī) 曝光時(shí)間3ns。上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步直觀說(shuō)明，在激光打孔過(guò)程中，激光脈沖作用后的某一時(shí)刻，以孔 口為中心的沖擊波波前擴(kuò)張半徑依賴(lài)于所打孔的深度。由此，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立使用不同 激光打孔參數(shù)對(duì)不同材料進(jìn)行打孔的沖擊波波前擴(kuò)張半徑和孔深的對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后，在打 孔過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)量激光脈沖產(chǎn)生沖擊波波前的擴(kuò)張半徑，就可以得到所對(duì)應(yīng)的孔深度信 息，從而對(duì)打孔深度進(jìn)行實(shí)時(shí)閉環(huán)控制。為了實(shí)現(xiàn)上述打孔深度的閉環(huán)控制，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中使用以下方法和裝 置。如圖4所示，脈沖激光器401發(fā)出的脈沖激光束402經(jīng)由打孔光學(xué)系統(tǒng)403聚焦于工件 404的待打孔位置實(shí)施打孔。脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)406，對(duì)激光脈沖與工件404相互作用產(chǎn)生的沖 擊波407進(jìn)行拍照，觸發(fā)延遲時(shí)間的選擇要使得沖擊波照相系統(tǒng)406在拍照時(shí)，沖擊波407 已經(jīng)形成，且尚未消散。沖擊波照相系統(tǒng)406所拍攝的照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊408輸 入控制計(jì)算機(jī)409，控制計(jì)算機(jī)409對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，并與預(yù)先存儲(chǔ)于控制計(jì)算 機(jī)409中的加工數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)得到加工孔的實(shí)時(shí) 深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。圖4中4011為沖 擊波照相系統(tǒng)406中使用的輔助曝光光束或測(cè)量光。激光沖擊波及其內(nèi)部等離子體區(qū)域的形貌及物理性質(zhì)可以使用多種物理方法和 裝置進(jìn)行測(cè)量，如高速照相法、陰影法、紋影法、干涉法、全息干涉法、條紋照相機(jī)法等。這些 方法獲取信息量大，靈敏度高，并且由于這些方法均為非接觸測(cè)量，對(duì)激光產(chǎn)生的沖擊波影 響小，所以對(duì)測(cè)量沖擊波及其內(nèi)部等離子體的膨脹過(guò)程和相關(guān)參數(shù)起著重要作用。其中，陰 影法和紋影法均是利用光波通過(guò)等離子體后波形的變化來(lái)研究等離子體的性質(zhì)，即等離子 體對(duì)入射光波的相位產(chǎn)生影響。全息法能同時(shí)反映透射光波振幅和相位的變化，且能克服 測(cè)量精度對(duì)測(cè)試系統(tǒng)元件質(zhì)量的高要求的缺點(diǎn)。激光干涉法主要是通過(guò)測(cè)量等離子體折射 率變化和等離子體吸收情況來(lái)反映等離子體的性質(zhì)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用高速陰影照相法構(gòu)建沖擊波照相系統(tǒng)406，其裝置如圖5中虛線(xiàn)框所示，包括輔助脈沖激光器501，準(zhǔn)直透鏡組502，光學(xué)衰減片503，成像透鏡504，帶通濾光片505，光闌506和高速CCD照相機(jī)507。輔助脈沖激光器501的出射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡組502，光學(xué)衰減片503，沖擊波407 區(qū)域，與高速CCD照相機(jī)507處于同一光軸上，輔助脈沖激光器501作用為閃光燈光源，在 高速CXD照相機(jī)507曝光時(shí)發(fā)出輔助曝光光束5011。沖擊波407區(qū)域由成像透鏡504成 像，經(jīng)過(guò)帶通濾光片505，光闌506后，被高速CXD照相機(jī)507記錄。帶通濾光片505濾除背 景光、散射的打孔激光和由激光作用產(chǎn)生的等離子體發(fā)光等雜散光，光闌506處于成像透 鏡504的焦平面，沖擊波407區(qū)域位置與高速CXD照相機(jī)507位置相對(duì)于成像透鏡成物像 共軛關(guān)系，以克服衍射效應(yīng)帶來(lái)的誤差。脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲 后，觸發(fā)高速CCD照相機(jī)507進(jìn)行拍照，觸發(fā)延遲時(shí)間的選擇要使得高速CCD照相機(jī)507在 拍照時(shí)，沖擊波407已經(jīng)形成，且尚未消散；同步延時(shí)模塊405在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，產(chǎn)生 另一路觸發(fā)信號(hào)Cl，觸發(fā)輔助脈沖激光器501發(fā)出輔助曝光光束5011，輔助曝光光束5011 的產(chǎn)生時(shí)間處于高速CCD照相機(jī)507的曝光時(shí)間之內(nèi)。使用本實(shí)施例所述裝置拍攝的激光沖擊波圖像如圖1所示，激光沖擊波波前102 的擴(kuò)張位置清晰可見(jiàn)。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，使用圖5中虛線(xiàn)框所示沖擊波照相系統(tǒng)406，但輔 助曝光光束5011由平面分光鏡從打孔脈沖激光光束402中分光得到。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，采用馬赫_曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法構(gòu)建沖擊波照相 系統(tǒng)406，其裝置如圖6中虛線(xiàn)框所示。這一方法對(duì)探測(cè)光源相干性要求較低，且便于調(diào)節(jié)。 馬赫_曾德?tīng)柛缮鎯x由兩塊平面分光鏡604，606和兩塊平面反射鏡605，607組成，以上四 元件的反射面通常安排成近乎平行，它們的中心分別位于一個(gè)平行四邊形的四個(gè)角上。被 測(cè)量透明物體位于元件604，607和606組成的光路中，此時(shí)元件604，607和606稱(chēng)為測(cè)量 臂，經(jīng)過(guò)測(cè)量臂傳輸?shù)墓夥Q(chēng)為測(cè)量光6011 ；另由元件604，605，606組成的光路稱(chēng)為參考臂， 經(jīng)過(guò)參考臂傳輸?shù)墓夥Q(chēng)為參考光6010。若沒(méi)有測(cè)量物體，參考光6010和測(cè)量光6011由于 分光鏡606引起一個(gè)由角度造成的光程差而產(chǎn)生的干涉條紋，叫做參考條紋，參考條紋為 等間距明暗相間的平行條紋。當(dāng)被測(cè)量透明物體存在于測(cè)量光路時(shí)，測(cè)量光6011與參考光 6010之間光程差發(fā)生改變，使得所產(chǎn)生干涉條紋的圖像發(fā)生改變，其改變量與被測(cè)物體的 物理特性相關(guān)。干涉測(cè)量光束608由平面分光鏡601從打孔脈沖激光光束402中分光得到；干涉 測(cè)量光束608經(jīng)由平面反射鏡602反射，進(jìn)入光學(xué)延時(shí)模塊603，光學(xué)延時(shí)模塊603使干涉 測(cè)量光束608中的脈沖相比與之對(duì)應(yīng)的打孔激光脈沖延遲一定時(shí)間，經(jīng)過(guò)光學(xué)延時(shí)后的測(cè) 量光束進(jìn)入由元件604，605，606和607組成的馬赫-曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀，待測(cè)量的沖擊波 407區(qū)域位于測(cè)量臂中元件604，607之間的光路上，經(jīng)過(guò)沖擊波407區(qū)域的測(cè)量光6011與 參考光6010在平面分光鏡606的反射面產(chǎn)生攜帶有沖擊波信息的干涉圖案，干涉圖案經(jīng)由 成像透鏡504成像，并經(jīng)過(guò)帶通濾光片505，光闌506后，被高速CXD照相機(jī)507記錄。帶通 濾光片505濾除背景光、散射的打孔激光和由激光作用產(chǎn)生的等離子體發(fā)光等雜散光，光 闌506處于透鏡504的焦平面。干涉圖案位置與高速CXD照相機(jī)507位置相對(duì)于成像透鏡 成物像共軛關(guān)系。
脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲 后，觸發(fā)高速CCD照相機(jī)507對(duì)干涉圖案進(jìn)行拍照，觸發(fā)延遲時(shí)間的選擇要使得高速CCD照 相機(jī)507在拍照時(shí)，沖擊波407已經(jīng)形成，且尚未消散。光學(xué)延時(shí)模塊603所產(chǎn)生的光學(xué)延 時(shí)要使得干涉測(cè)量光束608中的干涉測(cè)量脈沖進(jìn)入馬赫_曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀時(shí)，沖擊波407 已經(jīng)形成，并尚未消散，且干涉測(cè)量脈沖的作用時(shí)間處于高速CCD照相機(jī)507的曝光時(shí)間之 內(nèi)。使用本實(shí)施例所述裝置拍攝的激光沖擊波圖像如圖7所示，由圖7可見(jiàn)，測(cè)量光經(jīng) 過(guò)沖擊波407區(qū)域后，干涉條紋發(fā)生扭曲，并能清晰觀察到激光沖擊波波前102的擴(kuò)張位 置。圖7拍攝的實(shí)驗(yàn)參數(shù)條件為激光波長(zhǎng)1064nm，激光脈寬15ns，脈沖能量5mJ，觸發(fā)照 相時(shí)間50ns，被打孔材料為環(huán)氧樹(shù)脂。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，使用圖6中虛線(xiàn)框所示沖擊波照相系統(tǒng)406，但阻 斷圖6中馬赫-曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀中由元件604，605，606組成的參考臂光路，例如在元件 604,605間的光路上放置遮光片，即可作為陰影照相裝置使用。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，使用圖6中虛線(xiàn)框所示沖擊波照相系統(tǒng)406，但使 用另一臺(tái)獨(dú)立的脈沖激光器產(chǎn)生干涉測(cè)量光束408。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用圖5所示裝置在鋼質(zhì)工件上加 工非貫通孔。脈沖 激光器401發(fā)出的脈沖激光束402經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡組508準(zhǔn)直后入射偏振片509，調(diào)節(jié)偏振 片509的旋轉(zhuǎn)角度可以調(diào)節(jié)激光束402能量的衰減量，能量衰減后的激光束402由聚焦透 鏡5010聚焦于工件上的待打孔位置實(shí)施打孔。 輔助脈沖激光器501，準(zhǔn)直透鏡組502，光學(xué)衰減片503，成像透鏡504，帶通濾光片 505，光闌506和高速CCD照相機(jī)507組成采用高速陰影照相法構(gòu)建的沖擊波照相系統(tǒng)406。脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲 后，觸發(fā)高速CCD照相機(jī)507對(duì)激光脈沖與工件404相互作用產(chǎn)生的沖擊波407進(jìn)行拍照， 此外，同步延時(shí)模塊405經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，產(chǎn)生另一個(gè)觸發(fā)信號(hào)Cl，觸發(fā)輔助脈沖激光 器501發(fā)出輔助曝光光束5011，由高速CCD照相機(jī)507拍攝的照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊 408輸入控制計(jì)算機(jī)409，控制計(jì)算機(jī)409采用專(zhuān)門(mén)的圖像識(shí)別算法，例如圖像輪廓提取算 法，識(shí)別出激光沖擊波波前輪廓，得到以孔入口為中心的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑，參照控 制計(jì)算機(jī)中409存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求， 進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，輔助曝光激光器501采用中心波長(zhǎng)為633nm的染料激 光器，脈寬約500ps，帶通濾光片505的中心波長(zhǎng)為633nm。打孔脈沖激光器401采用中心 波長(zhǎng)為1064nm或532nm的Nd: YAG激光器，或中心波長(zhǎng)為1047nm的Nd: YLF激光器，或中心 波長(zhǎng)為10. 6mm的CO2激光器等常用工業(yè)激光器，優(yōu)選地，所選用的激光波長(zhǎng)應(yīng)滿(mǎn)足被打孔 材料對(duì)該波長(zhǎng)有較高的吸收率的條件。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，使用圖6所示裝置在工件上加工非貫通孔。脈沖激光 器401發(fā)出的脈沖激光束402經(jīng)由準(zhǔn)直透鏡組508準(zhǔn)直，分光鏡601從激光束402中分出 與激光束402垂直的干涉測(cè)量激光束608，透過(guò)分光鏡601的激光束402入射偏振片509， 調(diào)節(jié)偏振片509的旋轉(zhuǎn)角度可以調(diào)節(jié)激光束402能量的衰減量，能量衰減后的激光束402 由聚焦透鏡5010聚焦于工件上待打孔位置實(shí)施打孔。
平面反射鏡602，605，607，平面分光鏡604，606，光學(xué)延時(shí)模塊603，成像透鏡504， 帶通濾光片505，光闌506和高速CXD照相機(jī)507組成采用馬赫-曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法 構(gòu)建的沖擊波照相系統(tǒng)406。光學(xué)延時(shí)模塊603使干涉測(cè)量激光束608中的脈沖相比與之 對(duì)應(yīng)的打孔激光脈沖延遲一定時(shí)間。待測(cè)量的沖擊波407區(qū)域位于測(cè)量臂中元件604，607 之間的光路上，經(jīng)過(guò)沖擊波407區(qū)域的測(cè)量光6011與參考光6010在平面分光鏡606的反 射面產(chǎn)生攜帶有激光沖擊波信息的干涉圖案。脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲 后，觸發(fā)高速CCD照相機(jī)507對(duì)位于平面分光鏡606的反射面的干涉圖案進(jìn)行拍照。由高 速CCD照相機(jī)507拍攝的照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊408輸入控制計(jì)算機(jī)409，控制計(jì)算機(jī) 409采用專(zhuān)門(mén)的圖像識(shí)別算法，例如圖像輪廓提取算法，識(shí)別出激光沖擊波波前輪廓，得到 以孔入口為中心的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑，參照控制計(jì)算機(jī)中409存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù) 得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，非貫通孔激光加工的步驟為第一步，針對(duì)待打孔工件，建立激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與孔深度關(guān)系的參考數(shù) 據(jù)庫(kù)，并將其存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)中。使用不同的激光脈沖數(shù)或不同的激光作用時(shí)間，在待加工工件上的不同位置打 孔，得到一系列不同深度的非貫通孔，為了方便后期對(duì)孔深度進(jìn)行顯微測(cè)量，優(yōu)選地，孔的 中心位于同一條直線(xiàn)上。對(duì)于使用不同的激光脈沖數(shù)或不同的激光作用時(shí)間在工件上所加工的孔，使用沖 擊波照相系統(tǒng)拍攝由最后一個(gè)作用于該孔的激光脈沖產(chǎn)生的沖擊波圖像，得到一系列不同 深度孔所對(duì)應(yīng)的沖擊波圖像。沿孔直徑方向切開(kāi)工件，使用光學(xué)顯微設(shè)備對(duì)孔的剖面進(jìn)行觀測(cè)得到孔深?？墒?用光學(xué)顯微鏡觀察孔的剖面并測(cè)量孔深，或使用帶CCD的顯微鏡或電鏡拍攝孔的剖面照 片，進(jìn)而測(cè)量孔的深度。沖擊波圖像經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)后，控制計(jì)算機(jī)采用專(zhuān)門(mén)的圖像識(shí) 別算法，識(shí)別出沖擊波波前輪廓，得到以孔入口為中心的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑。將使用不同的激光脈沖數(shù)或不同的激光作用時(shí)間在工件上所加工的孔的深度數(shù) 據(jù)與其所對(duì)應(yīng)的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來(lái)，建立激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與 孔深度關(guān)系的參考數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其存儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)中。按上述方法得到的不同深度孔的剖面顯微照面，及其所對(duì)應(yīng)的沖擊波照片舉例示 于圖3之中。按上述方法測(cè)量得到的孔的深度，及不同深度孔所對(duì)應(yīng)的激光沖擊波波前擴(kuò) 張半徑示于圖8之中。從圖8可以看出，隨著孔深的增加，激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑單調(diào)減 小，當(dāng)孔深達(dá)到400 μ m,即形成通孔后，激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑減小為零。得到圖8所示 數(shù)據(jù)的打孔參數(shù)條件為激光脈寬5ps，激光波長(zhǎng)800nm，激光脈沖能量650 μ J，相機(jī)曝光時(shí) 間3ns,工件為厚度為400 μ m的Al2O3陶瓷。實(shí)驗(yàn)獲取的參考數(shù)據(jù)越多，越利于提高激光打孔質(zhì)量，但工作量和加工成本也會(huì) 隨之增加。為了提高精度，優(yōu)選地，不同深度孔所對(duì)應(yīng)的激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑應(yīng)取多次 實(shí)驗(yàn)的平均值。第二步，在脈沖激光打孔過(guò)程中，實(shí)時(shí)拍攝打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波照片，控制計(jì)算機(jī)按第一步所述方法得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到 要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。其中，在第一步中，為建立數(shù)據(jù)庫(kù)所進(jìn)行的打孔與拍照操作時(shí)，打孔脈沖激光發(fā)射 與拍照之間的延時(shí)與在第二步中實(shí)際加工時(shí)打孔脈沖激光發(fā)射與拍照之間的延時(shí)相同。打孔過(guò)程中，如果控制計(jì)算機(jī)獲取激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑所需要的時(shí)間小于打 孔激光器脈沖間隔時(shí)間，可測(cè)量每一激光打孔脈沖所產(chǎn)生激光沖擊波波前的擴(kuò)張半徑。通 常，在打孔的開(kāi)始階段不對(duì)激光沖擊波波前的擴(kuò)張半徑進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)打孔深度接近所要求 的打孔深度時(shí)才開(kāi)始測(cè)量，開(kāi)始測(cè)量的時(shí)間由前期實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)地得到，例如，根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)得 知，加工要求深度的孔需要約1000個(gè)左右的激光脈沖，則可以從第900個(gè)激光脈沖開(kāi)始測(cè) 量激光沖擊波波前的擴(kuò)張半徑。在滿(mǎn)足打孔精度要求的前提下，可以間隔一定數(shù)量的激光 脈沖測(cè)量一次激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑，所間隔的激光脈沖數(shù)可由前期實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)地得到。 控制計(jì)算機(jī)可以控制在打孔過(guò)程中何時(shí)開(kāi)始測(cè)量激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑以及測(cè)量的間隔時(shí)間。
激光沖擊波以近聲速向外界大氣擴(kuò)張，因此，CCD照相機(jī)曝光時(shí)間越短，越能獲得 清晰的激光沖擊波圖像。但CCD照相機(jī)曝光時(shí)間越短對(duì)CCD照相機(jī)的性能要求越高，同時(shí) 對(duì)輔助曝光光源的強(qiáng)度要求越高。通常CCD照相機(jī)的曝光時(shí)間范圍為小于100ns，優(yōu)選的曝 光時(shí)間范圍為IOOps至50ns，更優(yōu)選的范圍為500ps至20ns，兼顧成本和精度要求，最優(yōu)選 的范圍為Ins至IOns0為避免用于沖擊波照相的打孔脈沖與前續(xù)打孔脈沖所產(chǎn)生的等離子體發(fā)生相互 作用，即為避免前續(xù)打孔脈沖所產(chǎn)生的等離子體影響沖擊波照相，應(yīng)在前續(xù)打孔脈沖所產(chǎn) 生的等離子體完全消散后再進(jìn)行沖擊波照相。通常認(rèn)為，在激光脈沖與材料作用后的幾百 微秒內(nèi)，材料等離子體可以完全消散。因此，用于沖擊波照相的打孔脈沖與前一打孔脈沖的 間隔時(shí)間應(yīng)大于此等離子體消散時(shí)間，優(yōu)選的范圍為500 μ s至10s，更優(yōu)選的范圍是Ims至 ls，為了兼顧檢測(cè)效果和檢測(cè)效率，最優(yōu)選的范圍是Ims至10ms。實(shí)施本發(fā)明所述一種非貫通孔的激光加工方法，要求打孔激光脈沖強(qiáng)度高于材料 產(chǎn)生激光支持的爆轟波(LSDW)現(xiàn)象的能量閾值，不同材料產(chǎn)生激光支持的爆轟波(LSDW) 現(xiàn)象的能量閾值不同，例如鋁為1. 2士0. 2X108W/cm2，銅為1. 5士0. 3X 108W/cm2，環(huán)氧樹(shù)月旨 為1. 4士0. 3X 108W/cm2，通常，使用功率密度大于約2X 108W/cm2的激光脈沖。另外，激光脈沖功率密度還由激光脈寬所決定，對(duì)于同能量的激光脈沖，脈寬越 短，強(qiáng)度越高。因此，使用較短脈寬的激光脈沖有利于激光沖擊波的形成。同時(shí)，脈寬越短， 激光熱影響區(qū)越小，能獲得更高打孔加工精度。實(shí)施本發(fā)明所述非貫通孔的激光加工方法 使用的打孔脈沖寬度范圍為Ifs至500ns，優(yōu)選范圍為IOOfs至100ns，更優(yōu)選范圍為Ips 至10ns，兼顧成本和加工精度，最優(yōu)選范圍為IOps至Ins。本發(fā)明所述非貫通孔的激光加工方法中，為了有效獲得激光沖擊波圖像，要求沖 擊波照相系統(tǒng)進(jìn)行拍照時(shí)，沖擊波已經(jīng)形成，并還未消散，且能分辨出清晰可見(jiàn)的沖擊波波 前，即要求高速CCD照相機(jī)的拍照時(shí)刻必須處于沖擊波的存在時(shí)間之內(nèi)。從以前的研究工作中得到，使用500fs、脈沖能量500 μ J的激光脈沖燒蝕鋁質(zhì)工 件，在激光作用2. 2ns后就可以觀察到清晰的沖擊波輪廓；使用25ns、脈沖能量40mJ的激 光脈沖燒蝕銅試件，在激光開(kāi)始作用3ns后也能開(kāi)始觀察到?jīng)_擊波輪廓。由此可以認(rèn)為，對(duì)于飛秒至納秒激光脈沖，在現(xiàn)有拍照方法能夠分辨的情況下，沖擊波將在激光開(kāi)始作用后 幾納秒時(shí)間內(nèi)形成。此后，激光等離子體沖擊波隨時(shí)間不斷膨脹擴(kuò)張，當(dāng)沖擊波波前壓力減 小到近似環(huán)境氣壓時(shí)，沖擊波的擴(kuò)張趨于停止，沖擊波波前逐步消散。圖9為模擬得到的不 同能量激光脈沖產(chǎn)生的沖擊波波前壓力減弱到與環(huán)境氣體壓力相等時(shí)所需的時(shí)間。從圖中 可以看出，對(duì)于ImJ至IOOmJ的脈沖能量范圍，沖擊波波前壓力將在幾微秒內(nèi)減小到環(huán)境氣 壓值，其膨脹擴(kuò)張趨于停止，此后難以檢測(cè)到清晰的沖擊波波前。因此，對(duì)于飛秒至納秒脈 寬脈沖，同步延時(shí)模塊延時(shí)觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)進(jìn)行拍照的觸發(fā)延遲時(shí)間應(yīng)在激光脈沖作 用后IOOps至100 μ s范圍內(nèi)，優(yōu)選范圍為500ps至10 μ s，更 優(yōu)選范圍為Ins至1 μ s，最優(yōu) 選范圍為Ins至200ns。
權(quán)利要求
一種非貫通孔的激光加工方法，脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光束經(jīng)由打孔光學(xué)系統(tǒng)聚焦于工件的待打孔位置實(shí)施打孔，脈沖激光器發(fā)出打孔激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。
2.如權(quán)利要求1所述一種非貫通孔的激光加工方法，其特征在于，其實(shí)施步驟為第一 步，針對(duì)待打孔工件，建立激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與孔深度關(guān)系的參考數(shù)據(jù)庫(kù)，并將其存 儲(chǔ)于控制計(jì)算機(jī)中；第二步，在脈沖激光打孔過(guò)程中，實(shí)時(shí)拍攝打孔激光脈沖與工件相互作 用產(chǎn)生的沖擊波照片，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)采用專(zhuān)門(mén) 的圖像識(shí)別算法，識(shí)別出激光沖擊波波前輪廓，得到以孔入口為中心的激光沖擊波波前擴(kuò) 張半徑，并參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)，得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是 否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器繼續(xù)或終止打孔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種非貫通孔的激光加工方法，其特征在于，沖擊波照相系統(tǒng) 可采用高速陰影照相法或馬赫_曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法對(duì)打孔激光脈沖與工件相互作 用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照。
4.如權(quán)利要求1所述的一種非貫通孔的激光加工方法，其特征在于，同步延時(shí)模塊延 時(shí)觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)打孔激光脈沖與工件相互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，其觸發(fā)延 遲時(shí)間的選擇要使得沖擊波照相系統(tǒng)在拍照時(shí)，沖擊波已經(jīng)形成，且尚未消散。
5.如權(quán)利要求1所述的一種非貫通孔的激光加工方法，其特征在于，沖擊波照相系統(tǒng) 中的輔助曝光光源可以采用獨(dú)立的輔助曝光激光器或從所述打孔脈沖激光器發(fā)出的脈沖 激光中分光得到。
6.如權(quán)利要求2所述的一種非貫通孔的激光加工方法的實(shí)施步驟，其特征在于，建立 激光沖擊波波前擴(kuò)張半徑與孔深度關(guān)系的參考數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，不同深度孔所對(duì)應(yīng)的激光沖擊波 波前擴(kuò)張半徑應(yīng)取多次實(shí)驗(yàn)的平均值。
7.一種非貫通孔的激光加工裝置，其包括脈沖激光器，打孔光學(xué)系統(tǒng)，同步延時(shí)模 塊，沖擊波照相系統(tǒng)，圖像采集模塊，控制計(jì)算機(jī)；脈沖激光器發(fā)出的脈沖激光束經(jīng)由打孔 光學(xué)系統(tǒng)聚焦于工件的待打孔位置實(shí)施打孔；脈沖激光器發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí) 模塊，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)；沖擊波照相系統(tǒng)對(duì)激光脈沖與工件相 互作用產(chǎn)生的沖擊波進(jìn)行拍照，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊輸入控制計(jì)算機(jī)；控制計(jì)算機(jī) 對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，并參照控制計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)，得到加工孔的實(shí) 時(shí)深度；控制計(jì)算機(jī)判斷孔深是否達(dá)到要求，并控制激光器繼續(xù)或終止打孔。
8.如權(quán)利要求7所述的一種非貫通孔的激光加工裝置，其特征在于，采用高速陰影照 相法或馬赫_曾德?tīng)柟鈱W(xué)干涉儀照相法構(gòu)建沖擊波照相系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求7所述的一種非貫通孔的激光加工裝置，其特征在于，沖擊波照相系統(tǒng) 中的輔助曝光光源可以采用獨(dú)立的輔助曝光激光器或從所述打孔脈沖激光器發(fā)出的脈沖 激光中分光得到。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種非貫通孔的激光加工方法和裝置。脈沖激光器401發(fā)出的脈沖激光束402經(jīng)由打孔光學(xué)系統(tǒng)403聚焦于工件404的待打孔位置實(shí)施打孔。脈沖激光器401發(fā)出激光脈沖時(shí)，觸發(fā)同步延時(shí)模塊405，其經(jīng)過(guò)一定時(shí)間延遲后，觸發(fā)沖擊波照相系統(tǒng)406，對(duì)激光脈沖與工件404相互作用產(chǎn)生的沖擊波407進(jìn)行拍照，照片數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像采集模塊408輸入控制計(jì)算機(jī)409，控制計(jì)算機(jī)409對(duì)沖擊波照片進(jìn)行分析處理，參照控制計(jì)算機(jī)409中存儲(chǔ)的加工參考數(shù)據(jù)得到加工孔的實(shí)時(shí)深度，并判斷孔深是否達(dá)到要求，進(jìn)而控制脈沖激光器401繼續(xù)或終止打孔。本發(fā)明在激光打孔過(guò)程中對(duì)打孔深度進(jìn)行閉環(huán)控制，大幅度提高非貫通孔激光加工的精度和效率。
文檔編號(hào)G05B19/19GK101817120SQ200910300598
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者王曉東 申請(qǐng)人:王曉東