CN116921875A - 激光雕切装置及激光雕切系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种激光雕切装置及激光雕切系统,激光雕切装置包括激光件、分光镜、第一检测装置和第二检测装置,激光件发射激光,激光部分沿第一方向出射来雕切待加工件,并经待加工件反射形成第一反射光;分光镜位于激光件与待加工件之间,并包括第一反射面,第一反射面朝向激光件,激光件发出的另一部分激光经第一反射面反射形成第二反射光;第一检测装置检测第二反射光的反光信号;第二检测装置用于接收所述第一反射光,以检测及反馈所述第一反射光的反光信号。本申请可实现雕切功率及雕切效果的实时监测,且根据监测结果动态调整雕切参数。
Description
技术领域
本申请涉及激光雕切技术领域,尤其涉及一种激光雕切装置及激光雕切系统。
背景技术
激光雕刻机在雕切不同材质或厚度的材料时,需要用户手动设置雕切参数,而雕切参数设置不当,会影响材料的雕切效果,极易造成材料报废,且在雕切效果不理想时需要用户重新调试激光雕刻机的参数,给用户带来极大的不便。此外,部分激光雕刻机即使设置好合适的雕切参数,其在工作中也无法维持激光输出的稳定性,导致雕切效果仍然不够理想。
如何解决上述问题,提供一种能自适应调节工作状态、雕切效果好的激光雕切装置及激光雕切系统是本领域技术人员需要考虑的。
发明内容
本申请实施例提供一种激光雕切装置,包括激光件、分光镜、第一检测装置和第二检测装置;
激光件,用于发射激光,至少部分所述激光沿第一方向出射用来雕切待加工件,并经所述待加工件反射后形成第一反射光;
分光镜位于所述激光件与所述待加工件之间,所述分光镜包括第一反射面,所述第一反射面被配置为朝向所述激光件设置,且与所述第一方向呈第一夹角;至少部分所述激光件发出的另一部分激光经所述第一反射面反射后沿第二方向形成第二反射光;
第一检测装置,用于接收所述第一反射光,以检测及反馈所述第一反射光的反光信号;以及,
第二检测装置,用于接收所述第二反射光,以检测及反馈所述第二反射光的反光信号。
进一步地,所述分光镜还包括第二反射面,所述第二反射面被配置为朝向所述待加工件设置,且与所述第一方向呈第二夹角;
所述第一反射光经所述第二反射面反射后形成第三反射光,所述第一检测装置用于接收所述第三反射光,以检测及反馈所述第三反射光的反光信号。
进一步地,所述第一检测装置设于所述分光镜的一侧,并包括第一聚焦镜、第一衰减片、及第一传感器,所述第三反射光依次经过所述第一聚焦镜和所述第一衰减片,并被所述第一传感器接收。
进一步地,所述第二检测装置设于所述分光镜的另一侧,并包括第二聚焦镜、第二衰减片、及第二传感器,所述第二反射光依次经过所述第二聚焦镜和所述第二衰减片,并被所述第二传感器接收。
进一步地,所述激光雕切装置还包括第三检测装置,所述第三检测装置包括吹气组件和检测组件,所述吹气组件被配置为朝所述待加工件吹气,所述检测组件检测及反馈所述待加工件的环境信息。
进一步地,所述吹气组件包括辅助气泵和气嘴,所述气嘴与所述辅助气泵气路连接,所述气嘴设于所述待加工件靠近所述激光件的一侧,且朝向所述待加工件设置;
和/或,所述环境信息包括声音信息、气压信息、视觉信息或光信息中的任一种或多种;
和/或,所述检测组件包括声音传感器、气压传感器、视觉传感器或光传感器中的任一种或多种。
进一步地,所述激光雕切装置还包括反光检测件,所述反光检测件位于所述激光件与所述待加工件之间,并用于遮挡部分所述第一反射光;所述反光检测件上设有透光口,所述透光口供穿过所述分光镜的激光及未被遮挡的所述第一反射光穿过。
进一步地,所述激光雕切装置还包括平窗镜和镜片检测件,所述平窗镜设于所述反光检测件与所述待加工件之间,供穿过所述透光口的激光和所述第一反射光穿过,所述镜片检测件设于所述平窗镜靠近所述反光检测件的一侧,并与所述平窗镜导热接触;和/或,所述镜片检测件上设有温度传感器,以检测所述镜片检测件的温度变化。
进一步地,所述激光雕切装置还包括第三聚焦镜,所述第三聚焦镜设于所述反光检测件与所述分光镜之间,并供所述激光和所述第一反射光穿过。
本申请实施例还提供一种激光雕切系统,包括机台、控制装置和上述激光雕切装置,所述激光雕切装置传动连接于所述机台,所述控制装置分别与所述第一检测装置、第二检测装置及第三检测装置信号连接,用于获取反馈信号,所述控制装置还与所述机台和所述激光件信号连接,用于根据所述反馈信号调整所述机台和所述激光件的工作状态。
相较于现有技术,本申请的激光雕切装置,通过在激光的光路上设置分光镜,分光镜的第一反射面使部分激光反射至第一检测装置处,可以根据第一检测装置接收的光强反馈出当前激光件的出光功率。同时,分光镜的第二反射面使激光于切缝处反射后的光线再次反射至第二检测装置处,可以根据第二检测装置接收的光强反馈出当前切缝的状态,从而由分光镜的相对两表面分别实现出光功率的在线监测及切缝状态的在线监测,以较为简单的结构实现多种功能,有利于装置的小型化设计。
相较于现有技术,本申请的激光雕切系统,通过控制装置接收并分析第一检测装置、第二检测装置及第三检测装置所采集的检测信号,并根据第一检测装置的检测信号动态调整机台和激光件的出光功率,从而提高激光件的出光功率的稳定性,并根据第二检测装置及第三检测装置的检测信号动态调整机台和激光件的各项雕切参数,从而提高激光雕切系统的雕切质量。
附图说明
图1为本申请在一实施例中的激光雕切系统的结构示意图。
图2为本申请在一实施例中的激光雕切系统的控制装置的信号连接示意图。
图3为本申请在一实施例中的激光雕切装置的结构示意图。
图4为本申请在一实施例中的信号连接示意图。
图5为本申请在一实施例中的激光雕切装置的切缝检测示意图,图中采用声音传感器检测。
图6为本申请在一实施例中的激光雕切装置的切缝检测示意图,图中采用气压传感器检测。
图7为本申请在一实施例中的激光雕切装置的切缝检测示意图,图中采用视觉传感器检测。
主要元件符号说明:
激光雕切系统 200
机台 110
控制装置 120
第一模组 121
第二模组 122
第三模组 123
激光雕切装置 100
第一反射光 1
第二反射光 2
第三反射光 3
激光件 10
分光镜 20
第一反射面 21
第二反射面 22
第一检测装置 30
第一聚焦镜 31
第一衰减片 32
第一传感器 33
第二检测装置 40
第二聚焦镜 41
第二衰减片 42
第二传感器 43
第三检测装置 50
吹气组件 51
气嘴 511
辅助气泵 512
检测组件 52
声音传感器 521
气压传感器 522
视觉传感器 523
待加工件 60
切缝 61
第三聚焦镜 70
反光检测件 80
透光口 81
平窗镜 90
镜片检测件 91
温度传感器 92
第一方向 X
第二方向 Y
第一夹角 Q1
第二夹角 Q2
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
以下描述将参考附图以更全面地描述本申请内容。附图中所示为本申请的示例性实施例。然而,本申请可以以许多不同的形式来实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本申请透彻和完整,并且将本申请的范围充分地传达给本领域技术人员。类似的附图标记表示相同或类似的组件。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的,而不意图限制本申请。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外,当在本文中使用时,“包括”和/或“包含”和/或“具有”,整数,步骤,操作,组件和/或组件,但不排除存在或添加一个或多个其它特征,区域,整数,步骤,操作,组件和/或其群组。
除非另外定义,否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。此外,除非文中明确定义,诸如在通用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关技术和本申请内容中的含义一致的含义,并且将不被解释为理想化或过于正式的含义。
下面参照附图,对本申请的具体实施方式作进一步的详细描述。
请参阅图1和图2,本实施例的激光雕切系统200,用于雕刻和/或切割工件,以将工件雕刻和/或切割成所需的形状,后续文本中所提及的雕切均表示雕刻和/或切割。激光雕切系统200包括机台110、控制装置120和激光雕切装置100。激光雕切装置100传动连接于机台110,由机台110驱动其在空间内于多个自由度上移动。机台110驱动激光雕切装置100运动的动作包括但不限于升降、横移、转动等。
激光雕切装置100包括激光件10、分光镜20、第一检测装置30、第二检测装置40和第三检测装置50。第一检测装置30、第二检测装置40和第三检测装置50用于监测激光雕切装置100的工作状态,并根据该工作状态获取反馈信号。
控制装置120分别与第一检测装置30、第二检测装置40及第三检测装置50信号连接,由第一检测装置30、第二检测装置40及第三检测装置50将反馈信号传递给控制装置120。控制装置120还与机台110和激光件10信号连接,用于根据反馈信号调整机台110和激光件10的工作状态,从而基于激光雕切系统200的当前工作状态实现激光雕切系统200的工作参数的自适应动态调整,提高激光雕切系统200的雕切质量。
请参阅图1至图3,本实施例的激光雕切装置100,用来雕切待加工件60。
其中,激光件10朝向待加工件60设置,用于发射激光。激光部分沿第一方向X出射,该部分激光穿过分光镜20后作用于待加工件60上,利用激光释放的能量使待加工件60融化、蒸发后逐渐形成切缝61,切缝61持续扩大后使待加工件60被雕切开或加工出特定形状。第一方向X设置为垂直于待加工件60朝向激光件10一侧的表面。
作为示范而非限定,待加工件60可以是木材、亚克力、金属薄板等。特别地,待加工件60还可以为高反材料,其朝向激光件10的表面会使部分激光被反射。在雕切过程中,激光正对切缝61处,激光会被待加工件60在切缝61处形成的壁面反射,而该壁面一般为不规则形状,激光被反射后形成的第一反射光1的投射方向大致呈发散状,大致呈发散状的第一反射光1至少有部分会沿第一方向X的相反方向朝分光镜20投射。若切缝61完全贯穿待加工件60,则部分激光会穿过切缝61,剩余部分激光被反射后形成第一反射光1,导致第一反射光1的总光强减少。
分光镜20位于激光件10与待加工件60之间。激光件10、分光镜20、以及待加工件60沿第一方向X依次间隔设置。分光镜20包括第一反射面21和第二反射面22,第一反射面21和第二反射面22为分光镜20的相背两侧的侧面。其中,第一反射面21朝向激光件10,且与第一方向X呈第一夹角Q1设置,激光件10发出的另一部分激光经第一反射面21反射后沿第二方向Y形成第二反射光2。第二反射面22朝向待加工件60,且与第一方向X呈第二夹角Q2设置,朝分光镜20投射的第一反射光1经第二反射面22反射后形成第三反射光3。
作为示范而非限定,第一夹角Q1为45°,此时,第二方向Y垂直于第一方向X设置。而如上述所言,第一反射面21和第二反射面22平行,至少部分第一反射光1沿第一方向X的反方向投射至第二反射面22,该部分第一反射光1与第二反射面22所形成的第二夹角Q2也为45°。
可以理解的是,第一夹角Q1还可以采用其他角度,本领域技术人员根据实际情况进行设计即可。相应地,第二夹角Q2也可以采用其他角度,本领域技术人员根据实际情况进行设计即可。
第一反射面21和第二反射面22平行设置,激光自第一反射面21进入分光镜20时发生一次折射,激光穿过分光镜20投射出第二反射面22时发生二次折射,激光在经过一次折射和二次折射后能够保持光路的方向不变,即穿过分光镜20的激光仍然继续沿第一方向X投射。
特别地,分光镜20的相背两侧的侧面均镀膜后形成防反射膜,防反射膜的材质包括但不限于二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化铝,其在对激光增透的同时,还能增加分光镜20对激光及第一反射光1的反射效果。
可以理解的是,防反射膜可以为一层或多层,每层防反射膜各自独立地根据需要选择相关的材料进行制备。
作为示范而非限定,本申请实施例的防反射膜为增透膜;当然,在其他实施例中,本领域技术人员可以根据实际需要进行设计。
第二检测装置40设于第二反射光2的光路上,并接收第二反射光2,用于检测及反馈第二反射光2的反光信号。
第一检测装置30设于第三反射光3的光路上,并接收第三反射光3,用于检测及反馈第三反射光3的反光信号。
如此,本申请的激光雕切装置100,通过在激光的光路上设置分光镜20,分光镜20的第一反射面21使部分激光反射至第一检测装置30处,可以根据第一检测装置30接收的光强反馈出当前激光件10的出光功率。同时,分光镜20的第二反射面22使激光于切缝61处反射后的光线再次反射至第二检测装置40处,可以根据第二检测装置40接收的光强反馈出当前切缝61的状态,从而由分光镜20的相对两表面分别实现出光功率的在线监测及切缝61状态的在线监测,以较为简单的结构实现多种功能,有利于装置的小型化设计。
请再结合图3和图4,于一实施例中,第一检测装置30设于分光镜20的一侧,并包括第一聚焦镜31、第一衰减片32、及第一传感器33。而如上述所说,第二夹角Q2为45°,则第一反射光1于第二反射面22反射后形成的第三反射光3沿第二方向Y投射。第一聚焦镜31、第一衰减片32、及第一传感器33沿第二方向Y间隔设置,以使第一聚焦镜31和第一衰减片32的光轴所在方向与第二方向Y平行。
第一聚焦镜31和第一衰减片32先后供第三反射光3穿过,以使第三反射光3在经过第一聚焦镜31后聚集,并在经过第一衰减片32后减低其光强,防止损坏第一传感器33。第一传感器33用于接收自第一衰减片32投射出的第三反射光3。
值得注意的是,本实施例中的第一传感器33为光传感器,其能检测光线的光强,从而在接收到第三反射光3后,反馈出第一光强信号。
可以理解的是,第一传感器33还可以是其他类型的传感器,例如图像传感器,对应的反馈信号可以是图像信息。本领域技术人员可以根据实际需要对传感器的种类进行合理的选择,并根据具体传感器种类反馈对应的信号/信息。
第一传感器33与控制装置120信号连接,能将第一光强信号传递给控制装置120。控制装置120内置第一模组121,第一模组121预设有多个第一光强标准值,并将多个第一光强标准值按照光强大小划分为至少三个光强区间,至少三个光强区间包括但不限于切透预测区间、不切透预测区间、光强报警区间。切透预测区间的所有数值均小于不切透预测区间的任意一个数值。而不切透预测区间和光强报警区间的数值可部分重叠,又或者不切透预测区间和光强报警区间的数值完全不重叠。
可以理解的是,第一光强标准值为激光雕切装置100在出厂前进行雕切状态测试所得出的结果。而激光雕切装置100在进行雕切状态测试时,其测试的条件为标准测试条件,标准测试条件包括但不限于激光件10、分光镜20、第一聚焦镜31、第一衰减片32、第一传感器33的各自型号以及各个部件之间的相对位置关系、待加工件60的材质及尺寸等。激光雕切装置100在进行大量雕切状态测试后,采集切缝61处于切透状态和非切透状态时所对应的第一光强标准值,从而将切缝61处于切透状态和非切透状态所对应的第一光强标准值划分为切透预测区间和不切透预测区间。
同时,激光雕切装置100在开始工作前,需要进行调整,确保其工作环境及待加工件60与上述标准测试条件保持一致,从而保证预测结果的精准性。
特别地,雕切状态测试可在不同的测试条件下进行多次测试,从而获取不同测试条件下的第一光强标准值,便于后续进行选择对比。
当控制装置120接收的第一光强信号的数值落入光强报警区间时,表明第三反射光3的光强过大,则激光被待加工件60反射后形成的第一反射光1的光强过大,控制装置120控制激光雕切装置100停止工作,防止因第一反射光1的光强过大而在回射过程中对各个器件造成损坏。
当控制装置120接收的第一光强信号的数值落入切透预测区间时,表明切缝61处于切透状态使部分激光穿过切缝61,导致第三反射光3的光强较小。
当控制装置120接收的第一光强信号的数值落入不切透预测区间时,表明切缝61处于非切透状态。控制装置120调整激光件10的出光功率以及机台110的工作参数,通过对机台110的工作参数的调整可以调整雕切速度、雕切焦距、以及气泵气压等参数。
同时,基于上述切缝61非切透状态的检测方式,可对控制装置120设置补切模式和工艺自适应调整模式。
当待加工件60对雕切精度有较高要求时,选择补切模式,控制装置120可控制机台110提高雕切速度,并根据第三反射光3的光强所反馈的雕切质量的实时监测数据,判断并保存机台110在工作过程中未切透的实时位置信息,并在完成首轮雕切后对未切透位置进行补切,从而实现更高的雕切精度。
当待加工件60需要进行一次成型时,选择工艺自适应调整模式,根据第三反射光3的光强所反馈的雕切质量的实时监测数据,控制装置120控制激光件10和机台110自动调整各项雕切工艺参数,如气泵气压、出光功率、雕切速度、以及雕切焦距等,从而可以一次完成对待加工件60的切透。
请再结合图3至图7,于一实施例中,激光雕切装置100还包括第三检测装置50。第三检测装置50包括吹气组件51和检测组件52。吹气组件51朝切缝61吹气,用于使切缝61处环境发生变化,环境变化包括但不限于气压变化、声音变化、以及图像变化等。检测组件52检测及反馈切缝61处的环境变化。
由于激光雕切装置100在工作过程中会产生大量的灰尘和雕切废屑,通过设置吹气组件51,可以避免灰尘和废屑污染镜片。同时,部分灰尘和废屑会残留在待加工面上,会对雕切效果造成干扰,通过设置吹气组件51,可以及时吹走待加工面上的灰尘和废屑,从而提高雕切质量。
具体来讲,吹气组件51包括辅助气泵512和气嘴511,气嘴511与辅助气泵512气路连接,由辅助气泵512对气嘴511供气。气嘴511设于待加工件60靠近激光件10的一侧,且朝向切缝61设置,以通过气嘴511向切缝61吹气。检测组件52包括声音传感器521、气压传感器522、视觉传感器523的一种或多种,即可通过上述一种或者多种检测方式实现切缝61状态的检测。
当切缝61未被切透时,吹向切缝61的气体只能向四周散逸。当切缝61被切透时,部分气体穿过切缝61后向下方散逸。声音传感器521设于气嘴511处,通过声音传感器521检测气嘴511处气体的声音信号。声音传感器521与控制装置120信号连接,将声音信号传递给控制装置120。控制装置120预设有第三模组123,第三模组123内存储有标准声音信号,并按照标准声音信号的大小将其分为声音预测切透区间和声音预测不切透区间。第三模组123中标准声音信号、声音预测切透区间和声音预测不切透区间的采集及设置可参考上述第一模组121,在此不再赘述。
当切缝61未被切透时,吹向切缝61的气体只能向四周散逸,气体散逸路径少,此时,气嘴511下方的气压较强。当切缝61被切透时,增加了气体通过切缝61向下方散逸的路径,此时,气嘴511下方气压较弱。气压传感器522设于气嘴511处,通过气压传感器522检测气嘴511处的气压信号。气压传感器522与控制装置120信号连接,将气压信号传递给控制装置120。控制装置120的第三模组123内还存储有标准气压信号,并按照标准气压信号的大小将其分为气压预测切透区间和气压预测不切透区间。第三模组123中标准气压信号、气压预测切透区间和气压预测不切透区间的采集及设置可参考上述第一模组121,在此不再赘述。
当切缝61被切透时,由于待加工件60在被雕切时会产生含有粉末颗粒的烟尘,气嘴511朝向切缝61吹气时,气体会裹挟上述烟尘后向下吹出至穿过切缝61,这些烟尘在穿过切缝61的激光的照射下会形成发亮的烟尘光团。图像传感器设于待加工件60的下方所对应的切缝61处,由图像传感器检测上述发亮的烟尘光团的亮光信号。而当切缝61未被切透时,图像传感器无法检测到亮光信号。图像传感器与控制装置120信号连接,将亮光信号传递给控制装置120。当控制装置120接收到亮光信号时,则切缝61被切透,反之,切缝61未被切透。
值得注意的是,第一光强信号、声音信号、气压信号、以及亮光信号均可以预测切缝61是否被切透。基于此,控制装置120内预设有关联模型,关联模型将第一光强信号、声音信号、气压信号、以及亮光信号按照特殊的比例进行整合,提高预测的精准性。
例如,可以通过关联模型将第一光强信号、声音信号、气压信号、以及亮光信号对于切透状态的判断依次记为a、b、c、d(判断为切透时的数值为0,否则为1),并以Q表示是否切透,将上述a、b、c、d整合为关联判断式:Q=d*(a+b+c)。
基于上述关联判断式,若Q=0,则表示未切透;若Q≥1,则表示切透。上述关联判断式的设立是基于激光雕切装置100所处的工作环境较为复杂。检测亮光信号时受到的干扰较少,最能直观地体现出是否切透的情况,因而将亮光信号作为一个决定性因素计算。而第一光强信号、声音信号、气压信号存在较多的干扰因素,因此降低这三个参数对于判断的影响。
值得注意的是,关联模型的设置可以依据产品的实际测试情况及产品的设计需求进行适应性调整。
请再结合图3和图4,于一实施例中,激光雕切装置100还包括镜筒(图未示)、第三聚焦镜70、反光检测件80、镜片检测件91和平窗镜90。第三聚焦镜70、反光检测件80、镜片检测件91和平窗镜90设于分光镜20与待加工件60之间,且第三聚焦镜70、反光检测件80、镜片检测件91和平窗镜90沿第一方向X依次设置于镜筒内。
第三聚焦镜70能够将自分光镜20投射出的激光聚集,使激光更加集中。反光检测件80为不透光材质,并设有透光口81。透光口81设于反光检测件80的中心处,且透光口81的轴线所在方向与第一方向X平行。透光口81的尺寸与激光件10发射的激光的光斑大小及第三聚焦镜70与反光检测件80的实际距离相关,在设计透光口81的尺寸以及第三聚焦镜70与反光检测件80的间距时,需要保证穿过第三聚焦镜70的激光均可自透光口81穿过,防止激光直接作用在反光检测件80上使其损坏,且造成激光损失。当激光于待加工件60上反射形成第一反射光1后,第一反射光1会朝向反光检测件80投射,反光检测件80可遮挡部分发散的第一反射光1,避免第一反射光1的光强过大而损坏分光镜20等元件,另一部分的第一反射光1会穿过透光口81后投射至分光镜20处。
平窗镜90供穿过透光口81的激光和第一反射光1穿过,平窗镜90不影响穿过透光口81的激光及第一反射光1的投射,且能够遮挡外界的灰尘等杂质进入镜筒内。而部分杂质会留存在平窗镜90上,激光作用在杂质上会产生热效应,导致平窗镜90的温度升高。镜片检测件91贴设于平窗镜90靠近反光检测件80的一侧,并与平窗镜90导热接触,使平窗镜90产生的热量可传递给镜片检测件91。镜片检测件91上设有温度传感器92,温度传感器92用于检测镜片检测件91的温度变化,从而获取温度信号。温度传感器92与控制装置120信号连接,将温度信号传递给控制装置120,控制装置120预设有温度阈值,当温度信号超过温度阈值时,控制装置120控制报警模组(图未示出)报警且控制激光雕切装置100停止工作,便于用户及时清洗平窗镜90,避免影响雕切雕刻效果和温度过高导致的平窗镜90损坏。
同时,温度传感器92、镜片检测件91、以及平窗镜90的集成设置,能够减小其所需的设计空间,降低结构尺寸。
请再结合图3和图4,于一实施例中,第二检测装置40设于分光镜20的另一侧,并包括第二聚焦镜41、第二衰减片42、及第二传感器43。第二聚焦镜41、第二衰减片42、及第二传感器43沿第二方向Y依次间隔设置。第二传感器43用于接收自第二衰减片42投射出的第二反射光2。
第二聚焦镜41的光轴所在方向与第二方向Y平行,且第二聚焦镜41能够将第二聚焦镜41的边缘处的第二反射光2聚集,提高进入第二聚焦镜41的第二反射光2的通量。
第二衰减片42的光轴所在方向与第二方向Y平行,且第二衰减片42能够吸收部分自第二聚焦镜41投射出的第二反射光2,从而减小自第二衰减片42射出的第二反射光2的光强,避免第二反射光2的光强过大而对第二传感器43造成损坏。
值得注意的是,第二传感器43为光传感器,其能检测光线的光强,从而在接收到第二反射光2后,反馈出第二光强信号。
第二传感器43与控制装置120信号连接,能将第二光强信号传递给控制装置120。控制装置120内置第二模组122,第二模组122预设有多个第二光强标准值以及多个出光功率值。出光功率值为激光件10的出光功率,多个出光功率值分别与多个第二光强标准值一一对应,即在激光件10以一个出光功率值射出激光时,激光被分光镜20分光后形成的第二反射光2的光强为与当前出光功率值对应的第二光强标准值,从而可根据第二传感器43检测出的第二光强信号反馈出当前激光件10的出光功率。
可以理解的是,第二光强标准值与出光功率值为激光雕切装置100在出厂前进行功率梯度测试所得出的结果。而激光雕切装置100在进行功率梯度测试时,其测试的条件为标准测试条件,标准测试条件包括但不限于激光件10、分光镜20、第二聚焦镜41、第二衰减片42、及第二传感器43的各自型号以及各个部件之间的相对位置关系。同时,激光雕切装置100在开始工作前,需要进行调整,确保其工作环境与上述标准测试条件保持一致,从而保证预测结果的精准性。
在采用一些实施方式时,控制装置120可预设标准功率,控制装置120接收第二光强信号,通过比对所存储的第二光强标准值与出光功率值来获取当前激光件10的出光功率。控制装置120将当前激光件10的出光功率与其预设的标准功率进行比对,根据比对结果调整激光件10的出光功率,从而确保激光雕切装置100能够始终在恒定功率下工作,提高其雕切效果的稳定性,确保雕切及雕刻效果。
在采用一些实施方式时,控制装置120还可根据在不同时间点所获取的当前激光件10的出光功率拟合出功率-时间曲线,从而构建激光雕切装置100的出光功率的预测模型,能够对激光雕切装置100进行长期的可靠性预测,便于测试和生产阶段在相对短的时间内对激光雕切装置100进行分析和筛选,避免后续产品交付用户使用后出现可靠性问题而增加售后成本。
上文中,参照附图描述了本申请的具体实施方式。但是,本领域中的普通技术人员能够理解,在不偏离本申请的范围的情况下,还可以对本申请的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本申请所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种激光雕切装置,其特征在于,包括:
激光件,用于发射激光,至少部分所述激光沿第一方向出射用来雕切待加工件,并经所述待加工件反射后形成第一反射光;
分光镜,位于所述激光件与所述待加工件之间,所述分光镜包括第一反射面,所述第一反射面被配置为朝向所述激光件设置,且与所述第一方向呈第一夹角;至少部分所述激光件发出的另一部分激光经所述第一反射面反射后沿第二方向形成第二反射光;
第一检测装置,用于接收所述第一反射光,以检测及反馈所述第一反射光的反光信号;以及,
第二检测装置,用于接收所述第二反射光,以检测及反馈所述第二反射光的反光信号。
2.如权利要求1所述的激光雕切装置,其特征在于,所述分光镜还包括第二反射面,所述第二反射面被配置为朝向所述待加工件设置,且与所述第一方向呈第二夹角;
所述第一反射光经所述第二反射面反射后形成第三反射光,所述第一检测装置用于接收所述第三反射光,以检测及反馈所述第三反射光的反光信号。
3.如权利要求2所述的激光雕切装置,其特征在于,所述第一检测装置设于所述分光镜的一侧,其包括第一聚焦镜、第一衰减片、及第一传感器,所述第三反射光依次经过所述第一聚焦镜和所述第一衰减片,并被所述第一传感器接收。
4.如权利要求1所述的激光雕切装置,其特征在于,所述第二检测装置设于所述分光镜的一侧,其包括第二聚焦镜、第二衰减片、及第二传感器,所述第二反射光依次经过所述第二聚焦镜和所述第二衰减片,并被所述第二传感器接收。
5.如权利要求1所述的激光雕切装置,其特征在于,所述激光雕切装置还包括第三检测装置,所述第三检测装置包括吹气组件和检测组件,所述吹气组件被配置为朝所述待加工件吹气,所述检测组件检测及反馈所述待加工件的环境信息。
6.如权利要求5所述的激光雕切装置,其特征在于,所述吹气组件包括辅助气泵和气嘴,所述气嘴与所述辅助气泵气路连接,所述气嘴设于所述待加工件靠近所述激光件的一侧,且朝向所述待加工件设置;
和/或,所述环境信息包括声音信息、气压信息、视觉信息或光信息中的任一种或多种;
和/或,所述检测组件包括声音传感器、气压传感器、视觉传感器或光传感器中的任一种或多种。
7.如权利要求1所述的激光雕切装置,其特征在于,所述激光雕切装置还包括反光检测件,所述反光检测件位于所述激光件与所述待加工件之间,并用于遮挡部分所述第一反射光;所述反光检测件上设有透光口,所述透光口供穿过所述分光镜的激光及未被遮挡的所述第一反射光穿过。
8.如权利要求7所述的激光雕切装置,其特征在于,所述激光雕切装置还包括平窗镜和镜片检测件,所述平窗镜设于所述反光检测件与所述待加工件之间,供穿过所述透光口的激光和所述第一反射光穿过;
所述镜片检测件设于所述平窗镜靠近所述反光检测件的一侧,并与所述平窗镜导热接触;和/或,所述镜片检测件上设有温度传感器,以检测所述镜片检测件的温度变化。
9.如权利要求7所述的激光雕切装置,其特征在于,所述激光雕切装置还包括第三聚焦镜,所述第三聚焦镜设于所述反光检测件与所述分光镜之间,并供所述激光和所述第一反射光穿过。
10.一种激光雕切系统,其特征在于,包括机台、控制装置和如权利要求1至9中任意一项所述的激光雕切装置,所述激光雕切装置传动连接于所述机台,所述控制装置分别与所述第一检测装置、第二检测装置及第三检测装置信号连接,用于获取反馈信号,所述控制装置还与所述机台和所述激光件信号连接,用于根据所述反馈信号调整所述机台和所述激光件的工作状态。
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2023
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