CN103212788A - 激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统 - Google Patents

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魏志凌
宁军
周强
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Abstract

本发明涉及一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，主要解决现有激光加工技术中激光加工设备需要进行光路折转时的激光光束通过人为准直难以达到标准，费时费力，反复调节的问题；本发明通过采用一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，包括的自动反射镜调节系统、光电传感器、切割头、切割头的CCD组件，光电传感反馈器、聚焦镜、自动反射镜调节座、终端反射镜的技术方案，较好地解决了该问题，可用于激光切割加工行业中。

Description

激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统
 
技术领域
本发明涉及一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统。
背景技术
在激光切割设备中，有的设备需要的激光器不能采用光纤的传输方式，并且此类激光器由于输出的功率又比较大则外形就比较大，因此不能直接与激光切割设备的切割头沿切割方向相连，进行激光切割加工，那么激光器和切割头就不能在单一直线下实现同轴，就需要利用反射镜将激光发出的光束进行折转，使折转后的激光光束与切割头内聚焦镜同轴，如图1，采用这种方式进行激光光束传导，有时需要多个反射镜进行折转，最终使光束垂直于聚焦镜并能满足同轴，虽然利用了多个反射镜，但是对进入切割头的激光光束产生最终影响的一般为与切割头的组件直接作用的反射镜，以往需要人为的通过几个参考点进行调节。
本发明涉及一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，是一种潜入整体结构的终端反射镜自动调节位移、角度使反射后的激光光束与切割头内聚焦镜同轴的系统，数字化控制，避免了人为误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中，激光加工设备需要进行光路折转时的激光光束通过人为准直难以达到标准，费时费力，反复调节的问题。本发明提供一种新的激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，该方法采用全自动准直，不需要操作人员有光学知识来分析偏移进而进行调节操作，数字化运作，简单直接，即节省时间又优化了人力资源应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，包括的自动反射镜调节系统、光电传感器、切割头、切割头的CCD组件，光电传感反馈器、聚焦镜、自动反射镜调节座、终端反射镜；需要进行调光操作时，将光电传感反馈器放置在切割头的切割嘴下方，开启自准直系统，激光激发出导引光束，光束射入切割头，分为上下两束，向上的光速被切割头的CCD组件接收，向下的光束经过聚焦镜和光电传感器；在终端反射镜反射的光线与切割头不同轴的情况下，光束进入切割头并被切割头内部的反射镜发射后，CCD成切割头内部反射镜上光斑的像不在预定成像位置；垂直向下的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心产生位移，系统自行运算并控制自动反射镜调节座，满足CCD成像预定位置。
上述技术方案中，垂直经过聚焦镜的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心不产生位移，此时系统认为光路已经自动准直完毕。
本发明中，潜入整体结构的终端反射镜自动调节位移、角度使反射后的激光光束与切割头内聚焦镜同轴的系统，数字化控制，避免了人为误差。
本发明解决了激光加工设备需要进行光路折转时的激光光束通过人为准直难以达到标准，费时费力，反复调节的问题，还解决了以往激光切割机折转光路使激光光束同轴于切割头内聚焦镜产生时，人员操作带来的系统误差、人员目视反馈信息带来的人工误差问题，此系统采用全自动准直，不需要操作人员有光学知识来分析偏移进而进行调节操作，数字化运作，简单直接，即节省时间又优化了人力资源应用，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为折转光路示意图。
图2为切割头示意图。
图3为切割头示意图。
图4为激光切割机调光时状态图。
图5为光线倾斜时的光学示意。
图6为光线倾斜时的光学示意。
图7为理想状态下的光学示意。
图8 理想状态下的光学示意。
图1中，1为反光镜；2为聚焦镜；3为切割头；4为激光器。
图2中，1为切割头。
图3中，1为CCD组件；2为切割头组件中的反射镜。
图4中，1为激光器；2为终端反射镜自动调节系统；3为切割头，4为光电传感器。
图5中，1为CCD组件；2为传感器。
图6中，1为CCD组件；2为传感器；3为倾斜的入射光线；4为偏移的光斑中心。
图7中，1为CCD组件；2为传感器。
图8中，1为CCD组件；2为传感器；3为理想光斑位置；4为上移的传感器；传感器上移后，相对切割头中心无变化。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
 
具体实施例
 
【实施例1】
一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，如图2、3、4所示，包括的自动反射镜调节系统、光电传感器、切割头、切割头的CCD组件，光电传感反馈器、聚焦镜、自动反射镜调节座、终端反射镜；需要进行调光操作时，将光电传感反馈器放置在切割头的切割嘴下方，开启自准直系统，激光激发出导引光束，光束射入切割头，分为上下两束，向上的光速被切割头的CCD组件接收，向下的光束经过聚焦镜和光电传感器；在终端反射镜反射的光线与切割头不同轴的情况下，光束进入切割头并被切割头内部的反射镜发射后，CCD成切割头内部反射镜上光斑的像不在预定成像位置；垂直向下的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心产生位移，系统自行运算并控制自动反射镜调节座，满足CCD成像预定位置。
 
【实施例2】
本系统是嵌入在整体结构中的自动反射镜调系统、独立的光电传感器、利用切割头自身配备的CCD组件完成准直工作。如图2，如图3。
需要进行调光操作时，将光电传感反馈器放置在切割头的切割嘴正下方，如图4，开启系统，激光激发出导引光束，光速射入切割头分为上下两束，向上的光速被切割头的CCD组件接收，向下的光束经过聚焦镜被光电传感器，由于切割头是已经装调好的系统，在终端反射镜反射的光线不与切割头同轴的情况下，进入切割头并被切割头内部的反射镜发射后，CCD成切割头内部反射镜上光斑的像必然不在预先装好的时成像的位置，垂直向下的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心也必然会有产生位移，如图5、6、7，如此系统会自行运算并控制自动反射镜调节座，同时满足CCD成像预定位置，垂直经过聚焦镜的光线在切割头做上下往复运动时落在光电传感器的光斑中心不产生位移，如图8。此时系统认为光路已经自动准直完毕。

Claims (2)

1.一种激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，包括的自动反射镜调节系统、光电传感器、切割头、切割头的CCD组件，光电传感反馈器、聚焦镜、自动反射镜调节座、终端反射镜；需要进行调光操作时，将光电传感反馈器放置在切割头的切割嘴下方，开启自准直系统，激光激发出导引光束，光束射入切割头，分为上下两束，向上的光速被切割头的CCD组件接收，向下的光束经过聚焦镜和光电传感器；在终端反射镜反射的光线与切割头不同轴的情况下，光束进入切割头并被切割头内部的反射镜发射后，CCD成切割头内部反射镜上光斑的像不在预定成像位置；垂直向下的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心产生位移，系统自行运算并控制自动反射镜调节座，满足CCD成像预定位置。
2.根据权利要求1所述的激光切割折转光路与聚焦镜自准直系统，其特征在于，垂直经过聚焦镜的光线在切割头做上下往复运动时，落在光电传感器的光斑中心不产生位移，此时系统认为光路已经自动准直完毕。
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