CN115781004A - 一种激光扩束镜保护镜防护系统 - Google Patents
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Abstract
一种激光扩束镜保护镜防护系统，包括扩束镜本体、扩束镜安装座、保护镜片、保护镜安装座、连接座，所述的扩束镜本体安装在扩束镜安装座上，所述的保护镜片安装在保护镜安装座上，所述的保护镜安装座通过连接座与扩束镜本体连接且保护镜片的轴线与扩束镜本体的轴线共面不相交，所述的保护镜安装座可绕保护镜片轴线转动。优点是，保护镜的偏心设置在不影响加工效率的前提下，能有效地提高保护镜的利用率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工设备技术领域，具体为一种激光扩束镜保护镜防护系统。
背景技术
激光器出口处的激光束具有一定的发散角，激光扩束镜一般安装在激光器出口，将激光器出口的发散激光束进行准直和扩束，经准直和扩束后的激光束，可以将光束变为平行光束，扩大激光束光束直径，最后才可以经过聚焦获得细小高功率密度光斑。
扩束镜在光路系统中是非常重要的光学器件，为了减小激光束对扩束镜的损伤，通常情况下在扩束镜前端增加一个保护镜。保护镜的常规安装方式是与扩束镜同轴安装，此种安装方式下激光束理论上从保护镜的中心穿过进入扩束镜，当保护镜被激光束损坏后就无法再次使用，只能更换保护镜。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，为了避免保护镜一经损坏后无法使用的缺点，提供一种保护镜偏心安装结构以及控制监测系统。当保护镜损坏后可以将保护镜转动一个角度，达到多次使用的目的，延长保护镜的使用时间。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种激光扩束镜保护镜防护系统，包括扩束镜本体、扩束镜安装座、保护镜片、保护镜安装座、连接座，所述的扩束镜本体安装在扩束镜安装座上，所述的保护镜片安装在保护镜安装座上，所述的保护镜安装座通过连接座与扩束镜本体连接且保护镜片的轴线与扩束镜本体的轴线共面不相交，所述的保护镜安装座可绕保护镜片轴线转动。
作为上述方案的改进，所述的连接座设有中心孔，中心孔的一端与扩束镜本体连接，另一端设有与中心孔偏心的连接孔，所述的保护镜安装座可转动地安装在连接孔上。
作为上述方案的改进，还包括U型压片，所述的保护镜安装座的外周设有环形槽，所述的U型压片内圆弧与保护镜安装座的环形槽配合，U型压片的两末端通过螺栓安装在连接座上，实现保护镜安装座与连接座的轴向固定。
作为上述方案的改进，所述的连接座上设有不少于一个的第一螺纹孔，第一顶丝安装在第一螺纹孔内并与扩束镜本体连接。
作为上述方案的改进，所述的扩束镜安装座设有不少于一个的第二螺纹孔，第二顶丝安装在第二螺纹孔内并与扩束镜本体连接。
作为上述方案的改进，还包括保护镜压片，所述的保护镜压片上设有半径小于保护镜片的通孔；所述的保护镜安装座背离扩束镜本体的一端设有阶梯槽，所述的保护镜片设置在阶梯槽上，保护镜压片抵住保护镜片外侧与保护镜安装座连接且保护镜压片的通孔与保护镜片共轴。
作为上述方案的改进，还包括调节机构用于自动控制保护镜安装座绕保护镜片的轴线转动；所述的调节机构包括依次连接的电机、联轴器、蜗杆；所述的保护镜安装座的外周设有与蜗杆配合的外齿部；所述调节机构设置在保护镜安装座的外侧，所述的蜗杆与保护镜安装座的外齿部啮合。
作为上述方案的改进，所述的保护镜安装座与连接孔通过轴承连接。
作为上述方案的改进，还包括监测机构用于实时检测保护镜片损坏程度并提供报警信号，所述的监测机构包括红外图像采集模块、光源模块、存储模块、判断模块、报警模块；所述的红外图像采集模块正对保护镜片安装，所述的光源模块安装在保护镜片背离红外图像采集模块的一侧，相隔一段时间开启光源模块后通过红外图像采集模块进行图像采集，获得保护镜片图像并标记扩束镜本体轴心在保护镜片上的位置，存储模块用于存储保护镜片图像；判断模块用于比对相邻两幅保护镜片图像，比对区域是以扩束镜本体轴心为圆心，半径为R的圆形区域，图像差异大于阈值则使报警模块输出报警信号，通知需转动保护镜安装座。
作为上述方案的改进，所述的半径R小于扩束镜本体轴心在保护镜片上的点到保护镜压片通孔边缘的最小距离。
本发明具有以下有益效果：
1.保护镜的偏心设置在不影响加工效率的前提下，能有效地提高保护镜的利用率，降低生产成本。
2.通过调节机构控制，实现保护镜自动化转动，节省人工拆卸的时间，提高工作效率。
增加监测机构对保护镜进行实时监测，避免通过人工肉眼观察所产生的失误，确保保护镜在正常的状态下工作；监测机构也与调节机构进行联动，在发现保护镜损坏使控制调节机构工作，使保护镜转动到未损坏位置，全面实现自动化。
附图说明
图1为实施例1中保护镜防护系统的立体图。
图2为实施例1中保护镜防护系统的剖视图。
图3为实施例1中连接座的剖视图。
图4为实施例2中保护镜防护系统的正面平视图。
图5为实施例3中保护镜防护系统的结构示意图。
附图标记说明：扩束镜本体1、扩束镜安装座2、保护镜片3、保护镜安装座4、连接座5、U型压片6、保护镜压片7、中心孔8、连接孔9、环形槽10、第一螺纹孔11、第二螺纹孔12、通孔13、阶梯槽14、调节机构15、电机16、联轴器17、蜗杆18、外齿部19、红外图像采集模块20、光源模块21、存储模块22、判断模块23、报警模块24。
具体实施方式
实施例1
如图1至图3所示，一种激光扩束镜保护镜防护系统，包括扩束镜本体1、扩束镜安装座2、保护镜片3、保护镜安装座4、连接座5、U型压片6、保护镜压片7，所述的扩束镜本体1安装在扩束镜安装座2上，所述的保护镜片3安装在保护镜安装座4上，所述的保护镜安装座4通过连接座5与扩束镜本体1连接且保护镜片3的轴线与扩束镜本体1的轴线共面不相交，所述的保护镜安装座4可绕保护镜片3轴线转动。所述的连接座5设有中心孔8，中心孔8的一端与扩束镜本体1连接，另一端设有与中心孔8偏心的连接孔9，所述的保护镜安装座4可转动地安装在连接孔9上。所述的保护镜安装座4的外周设有环形槽10，所述的U型压片6内圆弧与保护镜安装座4的环形槽10配合，U型压片6的两末端通过螺栓安装在连接座5上，实现保护镜安装座4与连接座5的轴向固定。所述的连接座5上设有两个第一螺纹孔11，第一顶丝安装在第一螺纹孔11内并与扩束镜本体1连接，实现扩束镜本体1与连接座5的固定。所述的扩束镜安装座2设有三个第二螺纹孔12，第二顶丝安装在第二螺纹孔12内并与扩束镜本体1连接，实现扩束镜安装座2与扩束镜本体1的固定。所述的保护镜压片7上设有半径小于保护镜片3的通孔13；所述的保护镜安装座4背离扩束镜本体1的一端设有阶梯槽14，所述的保护镜片3设置在阶梯槽14上，保护镜压片7抵住保护镜片3外侧与保护镜安装座4连接且保护镜压片7的通孔13与保护镜片3共轴。
手动调节：在发现保护镜片3存在损坏时，可直接人手转动保护镜安装座4，直至保护镜片3转动一定角度且扩束镜本体1的轴线落在保护镜片3未损坏位置。
实施例2
与实施例1不同的是，如图4所示，实施例2还包括调节机构15用于自动控制保护镜安装座4绕保护镜片3的轴线转动；所述的调节机构15包括依次连接的电机16、联轴器17、蜗杆18；所述的保护镜安装座4的外周设有与蜗杆18配合的外齿部19；所述调节机构15设置在保护镜安装座4的外侧，所述的蜗杆18与保护镜安装座4的外齿部19啮合。所述的保护镜安装座4与连接孔9通过轴承连接。
自动调节：在发现保护镜片3存在损坏时，开启调节机构15，电机16通过蜗杆18带动保护镜安装座4旋转，直至保护镜片3转动一定角度且扩束镜本体1的轴线落在保护镜片3未损坏位置时，关闭调节机构15。
实施例3
与实施例2不同的是，如图5所示，实施例3还包括监测机构用于实时检测保护镜片3损坏程度并提供报警信号，所述的监测机构包括红外图像采集模块20、光源模块21、存储模块22、判断模块23、报警模块24；所述的红外图像采集模块20正对保护镜片3安装，所述的光源模块21安装在保护镜片3背离红外图像采集模块20的一侧，光源模块21为一圆环形LED灯安装在扩束镜本体1的内壁靠近保护镜片3一侧，相隔一段时间开启光源模块21后通过红外图像采集模块20进行图像采集，获得保护镜片3图像并标记扩束镜本体1轴心在保护镜片3上的位置，存储模块22用于存储保护镜片3图像；判断模块23用于比对相邻两幅保护镜片3图像，比对区域是以扩束镜本体1轴心为圆心，半径为R的圆形区域，通过图像灰度化方法比较分析得到图像差异值，如图像差异值大于阈值则使报警模块24输出报警信号，通知需转动保护镜安装座4。所述的半径R小于扩束镜本体1轴心在保护镜片3上的点到保护镜压片7通孔13边缘的最小距离。
自动化监测与调节：监测机构通过实时对保护镜片3工作位置，即比对区域的检测，确定工作位置是否存在损坏，如有则发出报警信号，通知人工调节或开启自动调节机构15对保护镜安装座4进行旋转调节；旋转角度a＞arctanR/L，其中R为比对区域的半径，L为比对区域圆心到保护镜片3圆心的距离。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种激光扩束镜保护镜防护系统，包括扩束镜本体、扩束镜安装座、保护镜片、保护镜安装座，其特征在于，还包括连接座，所述的扩束镜本体安装在扩束镜安装座上，所述的保护镜片安装在保护镜安装座上，所述的保护镜安装座通过连接座与扩束镜本体连接且保护镜片的轴线与扩束镜本体的轴线共面不相交，所述的保护镜安装座可绕保护镜片轴线转动。
2.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，所述的连接座设有中心孔，中心孔的一端与扩束镜本体连接，另一端设有与中心孔偏心的连接孔，所述的保护镜安装座可转动地安装在连接孔上。
3.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，还包括U型压片，所述的保护镜安装座的外周设有环形槽，所述的U型压片内圆弧与保护镜安装座的环形槽配合，U型压片的两末端通过螺栓安装在连接座上，实现保护镜安装座与连接座的轴向固定。
4.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，所述的连接座上设有不少于一个的第一螺纹孔，第一顶丝安装在第一螺纹孔内并与扩束镜本体连接。
5.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，所述的扩束镜安装座设有不少于一个的第二螺纹孔，第二顶丝安装在第二螺纹孔内并与扩束镜本体连接。
6.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，还包括保护镜压片，所述的保护镜压片上设有半径小于保护镜片的通孔；所述的保护镜安装座背离扩束镜本体的一端设有阶梯槽，所述的保护镜片设置在阶梯槽上，保护镜压片抵住保护镜片外侧与保护镜安装座连接且保护镜压片的通孔与保护镜片共轴。
7.根据权利要求1所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，还包括调节机构用于自动控制保护镜安装座绕保护镜片的轴线转动；所述的调节机构包括依次连接的电机、联轴器、蜗杆；所述的保护镜安装座的外周设有与蜗杆配合的外齿部；所述调节机构设置在保护镜安装座的外侧，所述的蜗杆与保护镜安装座的外齿部啮合。
8.根据权利要求2所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，所述的保护镜安装座与连接孔通过轴承连接。
9.根据权利要求6所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，还包括监测机构用于实时检测保护镜片损坏程度并提供报警信号，所述的监测机构包括红外图像采集模块、光源模块、存储模块、判断模块、报警模块；所述的红外图像采集模块正对保护镜片安装，所述的光源模块安装在保护镜片背离红外图像采集模块的一侧，相隔一段时间开启光源模块后通过红外图像采集模块进行图像采集，获得保护镜片图像并标记扩束镜本体轴心在保护镜片上的位置，存储模块用于存储保护镜片图像；判断模块用于比对相邻两幅保护镜片图像，比对区域是以扩束镜本体轴心为圆心，半径为R的圆形区域，图像差异大于阈值则使报警模块输出报警信号，通知需转动保护镜安装座。
10.根据权利要求9所述的一种激光扩束镜保护镜防护系统，其特征在于，所述的半径R小于扩束镜本体轴心在保护镜片上的点到保护镜压片通孔边缘的最小距离。
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