CN115846858A - 一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，本发明通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离，通过补偿的焦点距离计算得到准直镜移动的距离，电机根据准直镜移动的距离进行移动调焦，实现激光切割头的的调焦，避免人工调焦的繁琐和准确性，大大提高了光纤激光切割头的调焦效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光领域，较为具体的，涉及到一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法。
背景技术
随着现代工业智能化的不断发展，激光切割机行业在切割效率、自动化程度等方面要求越来越高，由于光学镜片为石英材质，石英材质在高温环境下会发生形变，由于光学镜片是通过折射的原理来实现聚焦的，那么高温形变后焦点会发生一定的偏移现象。
对于激光切割头领域来说，光束进过准直镜片以及聚焦镜片后形成焦点，准直镜片以及聚焦镜片经过高温后发现形变，那么光束经过准直镜片以及聚焦镜片后的偏折量会发生变化，发生变化后最后形成的焦点的位置同样也会发生变化，变化后在操作过程中，转变为切割点不一致，故而切割出来的产品就会产生切割误差。
因此，何保持焦点的一致性，一直稳定在设置的位置上，非常的重要，现有的调节准直镜片的对中和聚焦镜的焦点时，基本通过人工进行调焦，需要花费较长的时间才能够调好，降低了光纤激光切割头的调焦效率。
有鉴于此，本发明提供了一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法。
发明内容
根据现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，本发明通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离，通过补偿的焦点距离计算得到准直镜移动的距离，电机根据准直镜移动的距离进行移动调焦，实现激光切割头的的调焦，避免人工调焦的繁琐和准确性，大大提高了光纤激光切割头的调焦效率。
一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其步骤包括：
步骤1：获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
步骤2：通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
步骤3：电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
进一步的，在步骤1中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
进一步的，在步骤1中，所述起始温度、热膨胀系数取决于所用准直镜片的材质、功率，镜片的热膨胀系数取决于所使用的材质，热膨胀系数越低则高温下形变量越小，同样功率下，焦点偏移量越小，膨胀系数由镜片厂家给定，在不同功率段，结合实际焦点偏移量，取膨胀系数通常在0.1～0.5。
进一步的，在步骤1中，准直镜的实际的温度通过准直镜腔体内部的温度传感器进行获取。
进一步的，在步骤1中，温度传感器为红外温度传感器，精度为0.1％。
进一步的，在步骤2中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
进一步的，在步骤2中，准直镜片移动方向与焦点偏移方向相反，根据公式：Y＝a*x2+b*x+k进行计算移动，a、b、k为设置参数，x为焦点距离，Y为移动距离，Y乘以1000后为电机旋转量。
一种激光切割头的焦点实时温度补偿装置，其特征在于：所述装置包括：
获取模块，用于获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
计算模块，用于通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
调焦模块，用于电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
进一步的，在获取模块中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
进一步的，在获取模块中，所述起始温度、热膨胀系数取决于所用准直镜片的材质、功率，镜片的热膨胀系数取决于所使用的材质，热膨胀系数越低则高温下形变量越小，同样功率下，焦点偏移量越小，膨胀系数由镜片厂家给定，在不同功率段，结合实际焦点偏移量，取膨胀系数通常在0.1～0.5。
进一步的，在获取模块中，准直镜的实际的温度通过准直镜腔体内部的温度传感器进行获取。
进一步的，在获取模块中，温度传感器为红外温度传感器，精度为0.1％。
进一步的，在计算模块中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
进一步的，在计算模块中，准直镜片移动方向与焦点偏移方向相反，根据公式：Y＝a*x2+b*x+k进行计算移动，a、b、k为设置参数，x为焦点距离，Y为移动距离，Y乘以1000后为电机旋转量。
本发明的有益效果为：本发明的目的在于提供一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，本发明通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离，通过补偿的焦点距离计算得到准直镜移动的距离，电机根据准直镜移动的距离进行移动调焦，实现激光切割头的的调焦，避免人工调焦的繁琐和准确性，大大提高了光纤激光切割头的调焦效率。
附图说明
图1为本发明的一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法的流程图。
图2为本发明的一种激光切割头的焦点实时温度补偿装置的流程图。如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，为本发明的一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法的流程图。
一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其步骤包括：
步骤1：获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
步骤2：通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
步骤3：电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
进一步的，在步骤1中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
进一步的，在步骤1中，所述起始温度、热膨胀系数取决于所用准直镜片的材质、功率，镜片的热膨胀系数取决于所使用的材质，热膨胀系数越低则高温下形变量越小，同样功率下，焦点偏移量越小，膨胀系数由镜片厂家给定，在不同功率段，结合实际焦点偏移量，取膨胀系数通常在0.1～0.5。
进一步的，在步骤1中，准直镜的实际的温度通过准直镜腔体内部的温度传感器进行获取。
进一步的，在步骤1中，温度传感器为红外温度传感器，精度为0.1％。
进一步的，在步骤2中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
进一步的，在步骤2中，准直镜片移动方向与焦点偏移方向相反，根据公式：Y＝a*x2+b*x+k进行计算移动，a、b、k为设置参数，x为焦点距离，Y为移动距离，Y乘以1000后为电机旋转量。
实施例2：
如图2所示，为本发明的一种激光切割头的焦点实时温度补偿装置的流程图。
一种激光切割头的焦点实时温度补偿装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
计算模块，用于通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
调焦模块，用于电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
进一步的，在获取模块中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
进一步的，在获取模块中，所述起始温度、热膨胀系数取决于所用准直镜片的材质、功率，镜片的热膨胀系数取决于所使用的材质，热膨胀系数越低则高温下形变量越小，同样功率下，焦点偏移量越小，膨胀系数由镜片厂家给定，在不同功率段，结合实际焦点偏移量，取膨胀系数通常在0.1～0.5。
进一步的，在获取模块中，准直镜的实际的温度通过准直镜腔体内部的温度传感器进行获取。
进一步的，在获取模块中，温度传感器为红外温度传感器，精度为0.1％。
进一步的，在计算模块中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
进一步的，在计算模块中，准直镜片移动方向与焦点偏移方向相反，根据公式：Y＝a*x2+b*x+k进行计算移动，a、b、k为设置参数，x为焦点距离，Y为移动距离，Y乘以1000后为电机旋转量。
本发明的有益效果为：本发明的目的在于提供一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，本发明通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离，通过补偿的焦点距离计算得到准直镜移动的距离，电机根据准直镜移动的距离进行移动调焦，实现激光切割头的的调焦，避免人工调焦的繁琐和准确性，大大提高了光纤激光切割头的调焦效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其步骤包括：
步骤1：获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
步骤2：通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
步骤3：电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
2.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤1中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
3.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤1中，所述起始温度、热膨胀系数取决于所用准直镜片的材质、功率，镜片的热膨胀系数取决于所使用的材质，热膨胀系数越低则高温下形变量越小，同样功率下，焦点偏移量越小，膨胀系数由镜片厂家给定，在不同功率段，结合实际焦点偏移量，取膨胀系数通常在0.1～0.5。
4.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤1中，准直镜的实际的温度通过准直镜腔体内部的温度传感器进行获取。
5.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤1中，温度传感器为红外温度传感器，精度为0.1％。
6.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤2中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
7.如权利要求1所述的激光切割头的焦点实时温度补偿方法，其特征在于：在步骤2中，准直镜片移动方向与焦点偏移方向相反，根据公式：Y＝a*x2+b*x+k进行计算移动，a、b、k为设置参数，x为焦点距离，Y为移动距离，Y乘以1000后为电机旋转量。
8.一种激光切割头的焦点实时温度补偿装置，其特征在于：所述装置包括：
获取模块，用于获取准直镜的实际的温度，通过焦点补偿公式计算得到需要补偿的焦点距离；
计算模块，用于通过补偿的焦点距离计算得到电机旋转量；
调焦模块，用于电机获取执行指令，通过控制电机旋转量使得准直镜移动进行移动调焦。
9.如权利要求8所述的激光切割头的焦点实时温度补偿装置，其特征在于：在获取模块中，焦点补偿公式为：实时的镜片温度减去所设的起始温度，并除以2，再乘以所设定的膨胀系数，就可以得到需要补偿的焦点距离。
10.如权利要求8所述的激光切割头的焦点实时温度补偿装置，其特征在于：进一步的，在计算模块中，将补偿的焦点距离带入至电机的内部控制变焦的公式中计算得到电机旋转量。
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