CN105215544B - 三维振镜的准直方法及其采用的准直系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光三维振镜应用领域，公开一种三维振镜的准直方法，包括：将两个光阑、激光器以及观测定位仪依次安装在基准平台上，调整激光器发出的光路，使其通过两个光阑，调整上述光路的光斑，使其位于观测定位仪的中心位置；将扩束系统安装在该基准平台上，调整光路使光斑在观测定位仪中的位置不变；将Z轴振镜安装壳安装于基准平台上，使其入光口和出光口的中心在光路准直线上；取掉扩束系统，将Z轴振镜设置于Z轴振镜安装壳中，调整其倾角使光斑在观测定位仪中的位置不变，固定Z轴振镜。上述方法分别调试Z轴振镜安装壳和Z轴振镜的准直，保证了Z轴振镜光路中心的准直性，提高了加工精度。本发明还提供使用上述方法的准直系统。
Description
技术领域
本发明涉及激光三维(3D)振镜应用领域，尤其涉及3D振镜的准直方法及其采用的准直系统。
背景技术
在激光加工领域，采用振镜扫描模块的系统，其精度主要依靠振镜的精度来保证。而振镜各轴光路中心的准直，是影响振镜精度的关键因素。
目前，在三轴振镜的应用中，由于X、Y轴的调试范围比较大，可以通过自身富余角度旋转校正，且产品也比较成熟，调试方法比较多，所以能保证光路中心的准直。而固定于激光光路中的Z轴振镜并不能通过自身旋转来调试与光路中心的准直。针对Z轴振镜与激光光路中心的准直，由于其结构比较复杂，组件比较多，实现的方式略有不同的几个特点。目前并没有专门的检测仪器来调整Z轴振镜光路中心的准直，其主要由机加工的精度来保证。而目前国内机加工的精度水平较低，所以目前Z轴振镜的中心准直性较难完全满足高精密行业的精度要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种三维振镜的准直方法，以准直3D振镜中的Z轴振镜光路中心，满足精密加工的需求。
本发明的实施例提供一种三维振镜的准直方法，其包括以下步骤：将第一光阑与第二光阑间隔地固定安装在基准平台上；将激光器安装在该基准平台上，调节该激光器并使其发出的光路通过该第一、第二光阑；将观测定位仪安装在该基准平台上，使该第一、第二光阑位于该激光器与该观测定位仪之间，该第一光阑邻近该激光器，调整上述光路的光斑，使该光斑位于该观测定位仪的中心位置并固定；将扩束系统安装在该基准平台上，且使该扩束系统位于该激光器及第一光阑之间，调整光路准直，观察其光斑在观测定位仪的位置，并保持不变化；将Z轴振镜安装壳安装于该基准平台上，并位于该第一光阑、第二光阑之间，使光路入光口和出光口的中心在光路准直线上；及取掉该扩束系统，将Z轴振镜设置于该Z轴振镜安装壳中，调整该Z轴振镜的倾角，使光斑在该观测定位仪的位置不变，然后固定该Z轴振镜,从而完成了Z轴振镜光路中心的准直。
进一步地，该激光器是通过四维调整架安装在该基准平台上的。
进一步地，该扩束系统是通过四维调整架安装在该基准平台上的。
进一步地，该观测定位仪为光电位置传感器观测定位仪。
进一步地，该Z轴振镜安装壳包括位于入光口的入光口活动板及位于出光口的出光口活动板，分别调整该入光口活动板和该出光口活动板，使光路入光口和出光口的中心在光路准直线上。
本发明的实施例还提供一种三维振镜的准直系统，其用于准直Z轴振镜，该准直系统包括基准平台，依次设于基准平台上的激光器、扩束系统、第一光阑、Z轴振镜安装壳、第二光阑以及观测定位仪，该激光器及该扩束系统可调整地设置于该基准平台上，且该扩束系统为可移动地设置在该基准平台上，用于调试该Z轴振镜安装壳准直，该第一光阑、Z轴振镜安装壳、第二光阑以及观测定位仪固定设置于该基准平台上，该Z轴振镜安装壳用于安装Z轴振镜，准直时，该激光器发出的光路依次通过该扩束系统、该第一光阑、该Z轴振镜安装壳、该第二光阑，其产生的光斑位于该观测定位仪的中心位置，移出该扩束系统后，该Z轴振镜安装于该Z轴振镜安装壳中，该激光器所发出的光路依次通过该第一光阑、该Z轴振镜、该第二光阑，其产生的光斑依然位于该观测定位仪的中心位置。
进一步地，该准直系统还包括用于将该激光器可调整地安装在该基准平台上的四维调整架。
进一步地，该准直系统还包括用于将该扩束系统可调整地安装在该基准平台上的四维调整架。
进一步地，该观测定位仪为光电位置传感器观测定位仪。
进一步地，该Z轴振镜安装壳包括位于入光口的入光口活动板及位于出光口的出光口活动板。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过搭建调试光路，分别调试Z轴振镜安装壳的准直和Z轴振镜的准直，保证了Z轴振镜光路中心的准直性，提高了加工精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本实施例提供的准直系统的在第一状态的示意图。
图2是本实施例提出的准直系统的在第二状态的示意图。
图3是本实施例提供的三维振镜的准直方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参与图1及图2，本发明的实施例的三维振镜的准直系统包括基准平台7，依次设于基准平台7上的激光器1、扩束系统2、第一光阑31、Z轴振镜安装壳4、第二光阑33以及观测定位仪5。激光器1及扩束系统2通过四维调整架(图未示)可调整地设置于基准平台7上，且扩束系统2为可移动地设置在基准平台7上，用于调试Z轴振镜安装壳4准直。第一光阑31、Z轴振镜安装壳4、第二光阑33以及观测定位仪5固定设置于基准平台7上。Z轴振镜安装壳4包括位于入光口的入光口活动板9及位于出光口的出光口活动板10，并在入光口活动板9及出光口活动板10之间形成用于收容Z轴振镜8的收容腔。入光口活动板9邻近激光器1，出光口活动板10邻近PSD观测定位仪5。
准直时，激光器1发出的光路依次通过扩束系统2、第一光阑31、Z轴振镜安装壳4、第二光阑33，其产生的光斑位于观测定位仪5的中心位置，然后移出扩束系统2，将Z轴振镜8安装于Z轴振镜安装壳4中，激光器1所发出的光路依次通过第一光阑31、Z轴振镜8、第二光阑33，其产生的光斑依然位于观测定位仪5的中心位置。
使用三维振镜时，入光口活动板9与加工用的激光器(图未示)连接，出光口活动板10与X-Y轴振镜(图未示)连接，从而达到系统的光路中心的准直。
请参阅图1至图3，本发明的实施例的三维振镜的准直方法包括以下步骤：
S1、采用销钉将第一光阑31、第二光阑33间隔地固定安装在基准平台7上；
S2、通过四维调整架将激光器1安装在基准平台7的邻近端部的位置，调节激光器1发出的光路位置，并使光路通过两个光阑；
S3、将光电位置传感器(PSD)观测定位仪5安装在基准平台7的邻近另一端部的位置，第一光阑31及第二光阑33位于激光器1与PSD观测定位仪5之间，第一光阑31邻近激光器1，调整上述光路的光斑，使光斑位于PSD观测定位仪5的中心位置并固定；
S4、通过另一四维调整架将扩束系统2安装在基准平台7上，且使扩束系统2位于激光器1及第一光阑31之间，调整光路准直，观察光斑在PSD观测定位仪5的位置，并确保不变化；
S5、采用销钉将Z轴振镜安装壳4安装于基准平台7上，并位于第一光阑31与第二光阑33之间。分别调整入光口活动板9和出光口活动安装板10，保持光路入光口和出光口的中心在光路准直线上；
S6、取掉扩束系统2，将Z轴振镜8设置于Z轴振镜安装壳4中，调整Z轴振镜8的倾角，使光斑在PSD观测定位仪5的位置不变，然后固定Z轴振镜8,从而完成了Z轴振镜光路中心的准直。
上述步骤S1至S5首先准直了Z轴振镜安装壳4的光路中心，步骤S6准直了Z轴振镜8的光路中心。
本发明的实施例提供了一种在3D振镜中用于Z轴振镜光路中心准直的一种方法及其采用的系统，通过搭建调试光路，分别调试Z轴振镜安装壳4的准直和Z轴振镜8的准直，保证了Z轴振镜光路中心的准直性，提高了加工精度。由于采用了PSD观测定位仪5，实现了准直过程的可视化，使准直操作更方便。
可以理解，激光器1及扩束系统2也可通过其他调整机构安装在基准平台7上，不限于本实施例的四维调整架，只要使其能够相对基准平台7可调整即可。PSD观测定位仪5也可采用其他观测定位仪，不限于本实施例的PSD观测定位仪，只要其能实现光斑的功能即可。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，该方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上该仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三维振镜的准直方法，用于准直Z轴振镜，其包括以下步骤：
将第一光阑、第二光阑间隔地固定安装在基准平台上；
将激光器安装在该基准平台上，调节该激光器并使其发出的光路通过该第一光阑与第二光阑；
将观测定位仪安装在该基准平台上，使该第一光阑及第二光阑位于该激光器与该观测定位仪之间，该第一光阑邻近该激光器，调整上述光路的光斑，使该光斑位于该观测定位仪的中心位置并固定；
将扩束系统安装在该基准平台上，且使该扩束系统位于该激光器及第一光阑之间，调整光路准直，观察其光斑在观测定位仪的位置，并保持不变化；
将Z轴振镜安装壳安装于该基准平台上，并位于该第一光阑及第二光阑之间，使光路入光口和出光口的中心在光路准直线上；及
取掉该扩束系统，将该Z轴振镜设置于该Z轴振镜安装壳中，调整该Z轴振镜的倾角，使光斑在该观测定位仪的位置不变，然后固定该Z轴振镜,从而完成了Z轴振镜光路中心的准直。
2.如权利要求1所述的三维振镜的准直方法，其特征在于：该激光器是通过四维调整架安装在该基准平台上的。
3.如权利要求1所述的三维振镜的准直方法，其特征在于：该扩束系统是通过四维调整架安装在该基准平台上的。
4.如权利要求1所述的三维振镜的准直方法，其特征在于：该观测定位仪为光电位置传感器观测定位仪。
5.如权利要求1所述的三维振镜的准直方法，其特征在于：该Z轴振镜安装壳包括位于入光口的入光口活动板及位于出光口的出光口活动板，分别调整该入光口活动板和该出光口活动板，使光路入光口和出光口的中心在光路准直线上。
6.一种三维振镜的准直系统，其用于准直Z轴振镜，其特征在于，该准直系统包括基准平台，依次设于该基准平台上的激光器、扩束系统、第一光阑、Z轴振镜安装壳、第二光阑以及观测定位仪，该激光器及该扩束系统可调整地设置于该基准平台上，且该扩束系统为可移动地设置在该基准平台上，用于调试该Z轴振镜安装壳准直，该第一光阑、Z轴振镜安装壳、第二光阑以及观测定位仪固定设置于该基准平台上，该Z轴振镜安装壳用于安装Z轴振镜，准直时，该激光器发出的光路依次通过该扩束系统、该第一光阑、该Z轴振镜安装壳、该第二光阑，其产生的光斑位于该观测定位仪的中心位置，移出该扩束系统后，该Z轴振镜安装于该Z轴振镜安装壳中，该激光器所发出的光路依次通过该第一光阑、该Z轴振镜、该第二光阑，其产生的光斑依然位于该观测定位仪的中心位置。
7.如权利要求6所述的三维振镜的准直系统，其特征在于：该准直系统还包括用于将该激光器可调整地安装在该基准平台上的四维调整架。
8.如权利要求6所述的三维振镜的准直系统，其特征在于：该准直系统还包括用于将该扩束系统可调整地安装在该基准平台上的四维调整架。
9.如权利要求6所述的三维振镜的准直系统，其特征在于：该观测定位仪为光电位置传感器观测定位仪。
10.如权利要求6所述的三维振镜的准直系统，其特征在于：该Z轴振镜安装壳包括位于入光口的入光口活动板及位于出光口的出光口活动板。
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