CN106454048A - 伪同轴ccd拍摄系统及采用该系统的激光加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光辅助设备技术领域,提供一种伪同轴CCD拍摄系统,其包括:底板、在该底板上运动的反射镜片固定座、固定在该反射镜片固定座上的反射镜片、位于该底板上的CCD相机、用于为CCD拍摄提供照明光束的第一CCD光源,反射镜片的延伸方向与CCD相机的光路方向呈45°角,底座上设有通孔;反射镜片位于该通孔位置时,照明光束经反射镜片反射后穿过该通孔;反射镜片运动离开该通孔位置时,加工光束垂直穿过该通孔。采用本发明的伪同轴CCD拍摄系统,激光加工及CCD拍摄可以在同一工位实现,而无需移动工件,可以提高激光加工的精度和效率。
Description
技术领域
本发明属于激光辅助设备技术领域,尤其涉及一种伪同轴CCD拍摄系统。
背景技术
在高精度激光切割和激光打标领域中,用CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)拍照定位时,通常通过直线运动模组带动需打标的物体运动到CCD相机下方,拍完照后,再由直线模组带动需打标的物体到打标机下方进行打标,由于直线模组带动需打标物体运动时,直线平台本身就有精度误差,从而降低打标的精度,另外平台的运动会占用时间,降低了打标的效率。
或者,采用同轴CCD成像系统,利用加工激光的反射光或者单独的ccd照明光源实现对工件的成像。但采用此方式,虽然避免了移动工件带来的精度误差,却存在以下弊端:
反射光或者单独的ccd照明光源实现传输都需要在光路中设置一特定的镜片,该镜片既需要保证加工激光的全反射,又要保证ccd所需照明光源的透射,这就要求在镜片上镀膜以适应不同波长的光的反射或透射,由于采用多重镀膜,使得成本非常高;如果镀膜质量差,则不能保证激光的全反射,加工激光的能量会有一定的损失;另一方面,在保证激光能量和成本的同时,又会对ccd照明光源的种类产生限制;并且,照明光需要经过该特定镜片的透镜后返回CCD,可能会产生重影,影响成像质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伪同轴CCD拍摄系统,既可以提高激光打标或切割的精度和效率,又可以保证激光能量及CCD成像质量。
本发明提供一种伪同轴CCD拍摄系统,其包括:底板、在该底板上运动的反射镜片固定座、固定在该反射镜片固定座上的反射镜片、位于该底板上的CCD相机、用于为CCD拍摄提供照明光束的第一CCD光源,所述反射镜片的延伸方向与CCD相机的光路方向呈45°角,所述底座上设有通孔;反射镜片位于该通孔位置时,照明光束经反射镜片反射后穿过该通孔;反射镜片运动离开该通孔位置时,加工光束垂直穿过该通孔。
进一步地,该系统还包括固定在所述底板上的气缸、以及与该气缸连接的直线导轨,所述反射镜片固定座固定在该直接导轨上。
进一步地,该系统还包括连接在所述底板上、分别位于反射镜片固定座移动方向两端的油压缓冲器。
进一步地,该系统还包括第二CCD光源,该第二CCD光源通过光源高度调节板固定在所述底板的下端,该光源高度调节板在所述底板上的安装高度可调。
进一步地,该系统还包括固定所述第一CCD光源的第一CCD光源调节支架,所述底板上设有凹槽,第一CCD光源调节支架可移动地安装在该凹槽中。
进一步地,所述第一CCD光源为环形光源。
进一步地,该系统还包括固定CCD相机的CCD相机调节支架,该CCD相机调节支架可移动地安装在所述凹槽中。
进一步地,该系统还包括罩设在所述底板上方的连接体,该连接体位于所述通孔处,连接体上端设置与所述通孔位置对应的孔,连接体与底板之间有用于容纳所述反射镜片的空间。
进一步地,该系统还包括罩设在所述底板上方的第一保护罩及第二保护罩,该第一保护罩及第二保护罩分别连接在所述连接体的两侧。
本发明还提供一种激光加工装置,其包括上述任一伪同轴CCD拍摄系统,以及激光器和工作台,所述激光器发出的激光可穿过所述通孔,所述工作台位于所述底板下方。
本发明的伪同轴CCD拍摄系统,采用可运动的反射镜片,当反射镜片不在加工设备下方时,加工光束可穿过连接体及底板上的孔对工件进行加工;当反射镜片移动至加工设备下方时,工件在反射镜片的下方,工件反射照明光经反射镜片至CCD镜头,实现对工件的拍摄,无需移动工件,也无需另外设置特定的镜片,可以提高激光加工的精度和效率,同时避免特定镜片的引入而可能造成的激光能量损耗及CCD成像重影等问题。
附图说明
图1为本发明伪同轴CCD拍摄系统的结构示意图;
图2为图1所示伪同轴CCD拍摄系统的内部结构示意图;
图3为图1所示伪同轴CCD拍摄系统的另一角度结构示意图;
图4为图1所示伪同轴CCD拍摄系统的剖视图。
图号说明:
1-第一保护罩、2-连接体、3-第二保护罩、4-气缸、5-油压缓冲器、6-反射镜片、7-反射镜片固定座、8-第一CCD光源、9-CCD镜头、10-CCD相机、11-光源高度调节板、12-直线导轨、13-第一CCD光源调节支架、14-CCD相机调节支架、15-底板、16-第二CCD光源调节支架、17-第二CCD光源、18-抽烟口。
具体实施方式
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明伪同轴CCD拍摄系统,使CCD拍照和激光打标和/或切割在同一工位完成、而不需要移动工件的位置,可以提高激光打标或切割的精度和效率。
如图1至图4所示,本同轴CCD拍摄系统包括:第一保护罩1、第二保护罩3、位于该第一保护罩1和第二保护罩3之间且均与该第一保护罩1和第二保护罩3固定连接的连接体2、气缸4、位于气缸4侧边的两个油压缓冲器5、反射镜片6、固定连接该反射镜片6的反射镜片固定座7、第一CCD光源8、CCD镜头9、CCD相机10、光源高度调节板11、承载该反射镜片固定座7且与气缸4连接的直线导轨12、固定该第一CCD光源8的第一CCD光源调节支架13、固定该CCD相机10的CCD相机调节支架14、底板15、第二CCD光源调节支架16、由该第二CCD光源调节支架16固定的第二CCD光源17、以及位于该第二CCD光源17上方与其固定连接的抽烟口18。
其中,第一保护罩1、第二保护罩3、气缸4、油压缓冲器5、反射镜片固定座7、光源高度调节板11、CCD相机调节支架14、以及抽烟口18均固定在底板15上;气缸4、反射镜片固定座7、第一CCD光源8、以及CCD相机10依序设置在底板15上;气缸4和两个油压缓冲器5均由第一保护罩1罩设在底板15上;第一CCD光源8、CCD镜头9、CCD相机10、以及CCD相机调节支架14均由第二保护罩3罩设在底板15上。
其中,CCD相机10固定在CCD相机调节支架14上,CCD相机调节支架14可沿底板15上的凹槽直线方向移动调节。
其中,第一CCD光源8为环形光,用于为CCD拍摄提供照明光束,其固定在第一CCD光源调节支架13上,第一CCD光源调节支架13可沿底板15上的凹槽直线方向移动调节,CCD镜头9可穿过该第一CCD光源8。
其中,反射镜片6固定在反射镜片固定座7上,反射镜片固定座7均与直线滑轨12和气缸4相连,反射镜片固定座7可以在气缸4的推动下沿直线滑轨12做直线运动。气缸4伸出,反射镜片6和反射镜片固定座7被推动至连接体2的下方;气缸4缩回,反射镜片6和反射镜片固定座7被拉离连接体2的下方。油压缓冲器5分别位于反射镜片固定座7移动方向的两端,当气缸4伸出或缩回至极限位置时,反射镜片固定座7停止移动,油压缓冲器5对其产生缓冲作用。
反射镜片6的延伸方向与直线滑轨12运动平面成45°角,与CCD相机10的光路方向呈45°角。
底板15上开设有通孔,对应于气缸4伸出至极限时反射镜片6所处的位置;连接体2的上端开设有与该通孔位置对应的孔。激光打标机或激光切割机等用于加工的设备设置于连接体2的上方。当气缸4缩回,带动反射镜片6离开连接体2的下方时,加工设备的加工光束垂直穿过连接体2上的孔及底板15上的通孔即可对工件进行加工;当气缸4伸出,带动反射镜片6移动至连接体2的下方时,工件刚好位于反射镜片6的下方,照明光束经反射镜片6反射至工件,工件反射照明光束的光,经反射镜片6返回至CCD镜头9,即可实现对工件的拍摄。通过反射镜片6位置的切换,实现加工光束与照明光束同轴、不同时地传输,故而将此系统称为伪同轴CCD拍摄系统。
在其他实施例中,气缸4可以是其他提供直线运动的机构组合或可使反射镜片移动的机构。
为了进一步提升CCD拍摄时照明的效果,该伪同轴CCD拍摄系统还设置有第二CCD光源17。该第二CCD光源17安装在第二CCD光源安装支架16上,通过光源高度调节板11固定在底板15的下端,该光源高度调节板11通过螺钉与底板15连接;光源高度调节板11上设有条型槽111,可以上下方向进行位置调节以改变第二CCD光源17的高度。
其中,抽烟口18上通过螺钉与光源高度调节板11连接,可以上下方向进行位置调节。
其中,连接体2的下端通过螺钉与底板15连接,该连接体2的上端通过螺钉与激光打标机或激光切割机等加工设备连接。
通过采用上述结构的伪同轴CCD拍摄系统,可以在同一工位实现对工件的加工及拍摄,而无需移动产品,从而提高了激光打标或切割的精度和效率;同时,本发明的伪同轴CCD拍摄系统又不同于同轴CCD成像系统,无需额外引入特定的镜片来实现同轴成像,避免了分光镜可能带来的激光能量损耗、CCD成像重影及照明光源受限的问题。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于,其包括:底板、在该底板上运动的反射镜片固定座、固定在该反射镜片固定座上的反射镜片、位于该底板上的CCD相机、用于为CCD拍摄提供照明光束的第一CCD光源,所述反射镜片的延伸方向与CCD相机的光路方向呈45°角,所述底座上设有通孔;反射镜片位于该通孔位置时,照明光束经反射镜片反射后穿过该通孔;反射镜片运动离开该通孔位置时,加工光束垂直穿过该通孔。
2.根据权利要求1所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括固定在所述底板上的气缸、以及与该气缸连接的直线导轨,所述反射镜片固定座固定在该直接导轨上。
3.根据权利要求2所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括连接在所述底板上、分别位于反射镜片固定座移动方向两端的油压缓冲器。
4.根据权利要求2所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括第二CCD光源,该第二CCD光源通过光源高度调节板固定在所述底板的下端,该光源高度调节板在所述底板上的安装高度可调。
5.根据权利要求2所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括固定所述第一CCD光源的第一CCD光源调节支架,所述底板上设有凹槽,第一CCD光源调节支架可移动地安装在该凹槽中。
6.根据权利要求5所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:所述第一CCD光源为环形光源。
7.根据权利要求6所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括固定CCD相机的CCD相机调节支架,该CCD相机调节支架可移动地安装在所述凹槽中。
8.根据权利要求2所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括罩设在所述底板上方的连接体,该连接体位于所述通孔处,连接体上端设置与所述通孔位置对应的孔,连接体与底板之间有用于容纳所述反射镜片的空间。
9.根据权利要求8所述的伪同轴CCD拍摄系统,其特征在于:该系统还包括罩设在所述底板上方的第一保护罩及第二保护罩,该第一保护罩及第二保护罩分别连接在所述连接体的两侧。
10.一种激光加工装置,其特征在于,其包括权利要求1-9任一所述的伪同轴CCD拍摄系统,以及激光器和工作台,所述激光器发出的激光可穿过所述通孔,所述工作台位于所述底板下方。
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