CN109323849A - 一种光纤切割头零焦点测量系统和测量方法 - Google Patents

一种光纤切割头零焦点测量系统和测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种光纤切割头零焦点测量系统和测量方法，涉及激光加工技术领域。所述光纤切割头零焦点测量系统，应用于光纤切割头的检测，包括：光纤入光点模拟治具、切割嘴端面模拟治具和镜片综合测量仪。所述光纤入光点模拟治具装设在光纤切割头的入光口处，所述切割嘴端面模拟治具装设在所述光纤切割头的切割嘴处。所述光纤切割头设置在所述镜片综合测量仪上。其中，所述镜片综合测量仪分别发射第一测试光线和第二测试光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。本发明实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统提高了光纤切割头零焦点测量的准确性，同时操作简单可实现光纤切割头的批量测试。

Description

一种光纤切割头零焦点测量系统和测量方法
技术领域
本发明实施例涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种光纤切割头零焦点测量系统和测量方法。
背景技术
光纤切割头随动传感器能保持切割嘴到板材表面的距离在0.8～1mm范围内浮动，此时，光纤切割头的零焦点需要统一在切割嘴外的1mm处。
发明人在研究本申请的过程中发现，现有技术中至少存在如下问题：由于切割头中的镜片误差和机械装配误差，使切割头的零焦点位置各不相同，为了保证不同批次生产的切割头在机床上切割相同板材时可使用相同切割工艺参数，就需要统一零焦点到切割嘴端面的相对高度。但是，由于直接使用实际切割中的激光进行测量切割头的误差太大，因此需从几何光学的角度间接测量其零焦点与切割嘴端面的相对高度，以此评判不同批次生产的切割头零焦点的统一性。因此，如何实现切割头零焦点的准确测量，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例所要解决的技术问题是，如何实现切割头零焦点的准确测量。
为了解决上述技术问题，本发明实施例采用了以下的技术方案：
一种光纤切割头零焦点测量系统，应用于光纤切割头的检测，包括：光纤入光点模拟治具、切割嘴端面模拟治具、光纤切割头和镜片综合测量仪；
所述光纤入光点模拟治具装设在光纤切割头的入光口处，所述切割嘴端面模拟治具装设在所述光纤切割头的切割嘴处；
所述光纤切割头设置在所述镜片综合测量仪上；
其中，所述镜片综合测量仪分别发射第一测试光线和第二测试光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。
进一步，所述光纤入光点模拟治具上加工有治具定位销和凸透镜定位座；所述光纤入光点模拟治具为空心圆柱体。
进一步，所述凸透镜定位座上设置有凹孔；所述凹孔内装设有凸透镜。
进一步，切割嘴端面模拟治具上加工有突起部分，所述突起部分的直径与所述切割嘴的直径相匹配；所述切割嘴端面模拟治具的表面经过镜面抛光处理。
进一步，所述切割嘴端面模拟治具的表面粗糙度为小于或等于0.4微米。
一种光纤切割头零焦点的测量方法，包括：
将光纤入光点模拟治具安装在光纤切割头的入光口处后，镜片综合测量仪发射第一测试光线到光纤切割头的入光口处内进行测试，获得零焦点绝对高度；
再将切割嘴端面模拟治具安装在所述光纤切割头的切割嘴处后，所述镜片综合测量仪发射第二测试光线到光纤切割头内进行测试，获得切割嘴端面绝对高度；
将所述零焦点绝对高度和切割嘴端面绝对高度的进行相减，获得切割头零焦点的相对高度。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统，包括：光纤入光点模拟治具、切割嘴端面模拟治具、光纤切割头和镜片综合测量仪。所述光纤入光点模拟治具装设在光纤切割头的入光口处，所述切割嘴端面模拟治具装设在所述光纤切割头的切割嘴处。所述光纤切割头设置在所述镜片综合测量仪上。其中，所述镜片综合测量仪分别发射第一测试光线和第二测试光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。综上所述，本发明实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统提高了光纤切割头零焦点测量的准确性，同时操作简单可实现光纤切割头的批量测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对各实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例中光纤切割头零焦点测量系统的示意图；
图2为本发明实施例中光纤入光点模拟治具和切割嘴端面模拟治具的构造图；
图3为本发明实施例中光纤入光点模拟治具的示意图；
图4为本发明实施例中光纤切割头零焦点测量系统的步骤流程图；
图5为本发明实施例中光纤切割头零焦点的测量方法的步骤流程图。
附图标记说明：1-光纤入光点模拟治具、2-切割嘴端面模拟治具、11-治具定位销、111-尖端、12-凸透镜定位座、121-凹孔、122-凸透镜、3-光纤切割头、31-入光口、32-切割嘴、4-镜片综合测量仪、41-第一测试光线、42-第二测试光线。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参考图1和图4。所述光纤切割头零焦点测量系统，应用于光纤切割头3 的检测，包括：光纤入光点模拟治具1、切割嘴端面模拟治具2和镜片综合测量仪4。
所述光纤入光点模拟治具1装设在光纤切割头3的入光口31处，所述切割嘴端面模拟治具2装设在所述光纤切割头3的切割嘴32处。所述光纤切割头3设置在所述镜片综合测量仪4上。其中，所述镜片综合测量仪4分别发射第一测试光线41和第二测试42光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。
其中，所述光纤入光点模拟治具1用于测试光线从切割头的入光口31处射入。所述切割嘴端面模拟治具2用于阻隔测试光线从切割嘴32处的射入。所述镜片综合测量仪4用于测量零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度。
本发明实施例中，所述光纤入光点模拟治具1上加工有治具定位销11和凸透镜定位座12。所述光纤入光点模拟治具1为空心圆柱体。所述治具定位销11上加工有尖端111。所述凸透镜定位座12上设置有凹孔121，所述凹孔 121内装设有凸透镜122。其中，所述治具定位销11用于将所述光纤入光点模拟治具1固定在所述光纤切割头3上。所述凸透镜定位座12用于固定所述凸透镜122。所述尖端111用于方便所述光纤切割头3插入至所述光纤切割头3内。所述凹孔121用于所述凸透镜122的定位。所述凸透镜122用于对平行光线进行折射。
本发明实施例中，所述切割嘴端面模拟治具2上加工有突起部分，所述突起部分的直径与所述切割嘴32的直径相匹配，所述切割嘴端面模拟治具2 的表面经过镜面抛光处理，以此作为切割嘴端面的光学定位面。
本发明实施例中，所述切割嘴端面模拟治具2的表面粗糙度为小于或等于0.4微米。
本发明实施例中，所述切割嘴端面模拟治具2尺寸均参照陶瓷环和标准切割嘴的尺寸，厚度为陶瓷环和标准切割嘴的总厚度。测量零焦点时，将切割头的陶瓷环和标准切割嘴取下，更换上所述切割嘴端面模拟治具2，排除陶瓷环和标准切割嘴的加工误差给测量带来误差。
本发明的实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统，包括：光纤入光点模拟治具、切割嘴端面模拟治具、光纤切割头和镜片综合测量仪。所述光纤入光点模拟治具装设在光纤切割头的入光口处，所述切割嘴端面模拟治具装设在所述光纤切割头的切割嘴处。所述光纤切割头设置在所述镜片综合测量仪上。其中，所述镜片综合测量仪分别发射第一测试光线和第二测试光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。综上所述，本发明实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统了光纤切割头零焦点测量的准确性，同时操作简单可实现光纤切割头的批量测试。
参考图2和图3。当检测光线射入所述光纤入光点模拟治具时，所述光纤入光点模拟治具对平行射入的测试光线通过所述凸透镜进行折射，以此模拟光纤激光器传输光纤的入射光线。
参考图4，为本发明实施例中光纤切割头零焦点测量系统的步骤流程图。
当使用本发明所述的光纤切割头零焦点测量系统对光纤切割头进行零焦点的测量的详细步骤，如下描述：
第一步，将光纤入光点模拟治具安装在光纤切割头的入光口处，再将所述光纤切割头放置到镜片综合测量仪中，所述镜片综合测量仪发射第一测试光线进行测试，测试获得零焦点绝对高度。
第二步，再将切割嘴端面模拟治具安装在所述光纤切割头的切割嘴处，同时，将所述光纤切割头放置到镜片综合测量仪中，所述镜片综合测量仪发射第二测试光线进行测试，测试获得切割嘴端面绝对高度。
第三步，将所述零焦点绝对高度和切割嘴端面绝对高度的进行相减，得到切割头零焦点的相对高度。根据所述切割头零焦点的相对高度判断光纤切割头的品质，筛选符合工业设计的需求的产品。
本发明的实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统，主要有以下技术效果：
本发明的实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统应用于光纤切割头3 的检测，包括：光纤入光点模拟治具1、切割嘴端面模拟治具2和镜片综合测量仪4。所述光纤入光点模拟治具1装设在光纤切割头3的入光口处，所述切割嘴端面模拟治具2装设在所述光纤切割头3的切割嘴处。所述光纤切割头3 设置在所述镜片综合测量仪4上。其中，所述镜片综合测量仪4分别发射第一测试光线41和第二测试光线42进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。综上所述，本发明实施例所述的光纤切割头零焦点测量系统提高了光纤切割头零焦点测量的准确性，同时操作简单可实现光纤切割头的批量测试。
参考图5，为本发明实施例中光纤切割头零焦点的测量方法的步骤流程图。本发明所述的光纤切割头零焦点的测量方法，包括：
101：将光纤入光点模拟治具安装在光纤切割头的入光口处后，镜片综合测量仪发射第一测试光线到光纤切割头的入光口处内进行测试，获得零焦点绝对高度。
102：再将切割嘴端面模拟治具安装在所述光纤切割头的切割嘴处后，所述镜片综合测量仪发射第二测试光线到光纤切割头内进行测试，获得切割嘴端面绝对高度。
103：将所述零焦点绝对高度和切割嘴端面绝对高度的进行相减，获得切割头零焦点的相对高度。
本发明的实施例所述的光纤切割头零焦点的测量方法，主要有以下技术效果：
本发明的实施例所述的光纤切割头零焦点的测量方法，包括：将光纤入光点模拟治具安装在光纤切割头的入光口处后，镜片综合测量仪发射第一测试光线到光纤切割头的入光口处内进行测试，获得零焦点绝对高度；再将切割嘴端面模拟治具安装在所述光纤切割头的切割嘴处后，所述镜片综合测量仪发射第二测试光线到光纤切割头内进行测试，获得切割嘴端面绝对高度；将所述零焦点绝对高度和切割嘴端面绝对高度的进行相减，获得切割头零焦点的相对高度。本发明实施例所述的光纤切割头零焦点的测量方法保证了光纤切割头零焦点测量的准确性，同时操作简单可实现光纤切割头的批量测试。
参考表格1，为本发明实施例中光纤切割头零焦点的测量方法的测试实例表。
切割头编号 零焦点相对高度 板材的切割焦点
1 11.756 5.5
2 11.625 5.4
3 12.054 5.8
4 11.714 5.5
5 11.856 5.6
6 12.012 5.7
7 11.949 5.5
表格1
根据本发明所述的光纤切割头零焦点测量系统和测量方法，实际测量7 个样品光纤切割头的零焦点相对高度，同时，并使7个样品光纤切割头实际切割相同板材所用的切割焦点工艺参数相对比。从表格1中看出不同编号的光纤切割头之间的零焦点相对高度的差值，与不同编号的光纤切割头切割的板材的切割焦点的差值相对应。以此证明，本发明所述的光纤切割头零焦点测量系统和测量方法的准确性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤切割头零焦点测量系统，应用于光纤切割头(3)的检测，其特征在于，包括：光纤入光点模拟治具(1)、切割嘴端面模拟治具(2)和镜片综合测量仪(4)；
所述光纤入光点模拟治具(1)装设在光纤切割头(3)的入光口(31)处，所述切割嘴端面模拟治具(2)装设在所述光纤切割头(3)的切割嘴(32)处；
所述光纤切割头(3)设置在所述镜片综合测量仪(4)上；
其中，所述镜片综合测量仪(4)分别发射第一测试光线(41)和第二测试(42)光线进行零焦点绝对高度和切割嘴绝对高度的测量。
2.根据权利要求1所述的光纤切割头零焦点测量系统，其特征在于，所述光纤入光点模拟治具(1)上加工有治具定位销(11)和凸透镜定位座(12)；
所述光纤入光点模拟治具(1)为空心圆柱体。
3.根据权利要求2所述的光纤切割头零焦点测量系统，其特征在于，所述凸透镜定位座(12)上设置有凹孔(121)；
所述凹孔(121)内装设有凸透镜(122)。
4.根据权利要求1所述的光纤切割头零焦点测量系统，其特征在于，切割嘴端面模拟治具(2)上加工有突起部分，所述突起部分的直径与所述切割嘴(32)的直径相匹配；
所述切割嘴端面模拟治具(2)的表面经过镜面抛光处理。
5.根据权利要求4所述的光纤切割头零焦点测量系统，其特征在于，所述切割嘴端面模拟治具(2)的表面粗糙度为小于或等于0.4微米。
6.一种光纤切割头零焦点的测量方法，其特征在于，包括：
将光纤入光点模拟治具安装在光纤切割头的入光口处后，镜片综合测量仪发射第一测试光线到光纤切割头的入光口处内进行测试，获得零焦点绝对高度；
再将切割嘴端面模拟治具安装在所述光纤切割头的切割嘴处后，所述镜片综合测量仪发射第二测试光线到光纤切割头内进行测试，获得切割嘴端面绝对高度；
将所述零焦点绝对高度和切割嘴端面绝对高度的进行相减，获得切割头零焦点的相对高度。
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