CN201677132U - 激光加工机自动对焦装置 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工机自动对焦装置，包括激光头、工作台和控制器，还包括测距仪、光电检测器，所述测距仪与激光头固定连接，测距仪的测距光路垂直于工作台平面，且测距仪在任一水平面上测量点与激光头光轴和该水平面交点的相对位置固定并存储在控制器中，所述光电检测器包括由光敏元件固定排列形成的检测面，光电检测器固定设置在工作台上表面，检测面与工作台平面平行，所述测距仪输出信号和光敏元件输出信号传递至控制器。本实用新型解决了激光加工的非接触式自动对焦问题，同时，本实用新型可以进行自动对焦加工。

Description

激光加工机自动对焦装置
技术领域
本实用新型涉及一种激光加工设备，特别涉及一种激光加工机自动对焦装置。
背景技术
激光加工技术是一种新兴的加工技术，其具有效率高，成本低，批量灵活，对目标材料损伤小等优点。
激光雕刻、打标、焊接和切割加工中，激光头聚焦激光光束对目标材料进行加工，激光头内设置的聚光镜有固定的焦点，光束在焦点处聚集形成高温，所以，实际使用中，激光头与目标材料之间的距离要严格控制，使焦点保持在材料待加工区域。
但是，由于目标材料本身表面不一定为绝对平面，或者目标材料为非平板结构，或者加工位置需要改变等等，使用激光加工时，需要随时调整激光头的位置，现有生产中，大部分需要工人通过目测来进行调整，由于个人操作差异等等，导致了加工质量变化大，效率低；少数设备使用的自动对焦为接触式对焦，对目标材料表面有不可避免的损伤。
因此，需要一种激光加工机自动对焦装置，实现激光加工非接触式自动对焦。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种激光加工机自动对焦装置，解决了激光加工的非接触式自动对焦问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的激光加工机自动对焦装置，包括激光头、工作台和控制器，还包括测距仪、光电检测器，所述测距仪与激光头固定连接，测距仪的测距光路垂直于工作台平面，所述光电检测器包括由光敏元件固定排列形成的检测面，光电检测器固定设置在工作台上表面，检测面与工作台平面平行，所述测距仪输出信号和光电检测器输出信号传递至控制器。
使用本实用新型激光加工机自动对焦装置进行非接触式自动对焦的步骤为：
a移动激光头至光电检测器上方，调整激光加工机发射的激光能量至低功率，发射激光使之在光电检测器的检测面上形成第一光斑，调整激光头高度，调整量为h1，发射激光使之在光电检测器的检测面上形成第二光斑；
b.光电检测器检测面受光照的部分光敏元件产生信号，光电检测器将信号传递至控制器后，根据光敏元件的排列位置和间隔信息得出接受光照部分的面积，通过计算得出第一光斑半径r1和第二光斑半径r2；
c.结合对激光头高度的调整量h1，计算得到激光头高度继续调整h1*r1/(r2-r1)后的位置为使焦点落在光电检测器检测面上时激光头的高度；
d.进行加工时，测距仪测出工件待加工面高度和光电检测器检测面的高度差，即可自动调整激光头高度使焦距落在工件待加工面。
使用本实用新型激光加工机自动对焦装置进行激光加工自动对焦的步骤为：
a.在进行激光加工前，使用测距仪沿工件待加工路径持续测距，将所测工件待加工路径高度信息传输至控制器；
b.开始加工后，控制器控制激光头在起始加工位置对焦，再根据工件待加工路径高度信息，结合激光头移动速度，自动调整激光头在移动中的高度，实现自动对焦。
本实用新型的有益效果：本实用新型实验激光加工机自动对焦装置，解决了激光加工的非接触式自动对焦问题，同时，本实用新型可以进行自动对焦加工。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
附图1为本实用新型的结构示意图。
附图2为本实用新型进行自动对焦时的示意图。
具体实施方式
附图1为本实用新型的结构示意图，附图2为本实用新型进行自动对焦时的示意图，如图所示，本实用新型的激光加工机自动对焦装置，包括激光头1、工作台4和控制器5，还包括测距仪2、光电检测器3，所述测距仪2与激光头1固定连接，测距仪2的测距光路垂直于工作台4平面，所述光电检测器3包括由光敏元件9固定排列形成的检测面，光电检测器3固定设置在工作台4上表面，检测面与工作台4平面平行，所述测距仪2输出信号和光电检测器3输出信号传递至控制器5。
进行自动对焦时，按照以下步骤进行：
a移动激光头1至光电检测器3上方，调整激光加工机发射的激光能量至低功率，发射激光使之在光电检测器3的检测面上形成第一光斑7，调整激光头1高度，调整量为h1，发射激光使之在光电检测器3的检测面上形成第二光斑8；
b.光电检测器3检测面受光照的部分光敏元件9将信号传递至控制器5后，根据光敏元件9的排列位置和间隔信息得出接受光照部分的面积，通过计算得出第一光斑7半径r1和第二光斑8半径r2；
c.结合对激光头1高度的调整量h1，计算得到激光头1高度继续调整h1*r1/(r2-r1)后的位置为使焦点落在光电检测器3检测面上时激光头1的高度；
d.进行加工时，测距仪2测出工件待加工面高度和光电检测器3检测面的高度差，即可自动调整激光头1高度使焦距落在工件待加工面。
进行自动对焦加工时，按照以下步骤进行：
a.在进行激光加工前，使用测距仪2沿工件待加工路径持续测距，将所测工件待加工路径高度信息传输至控制器5；
b.开始加工后，控制器5控制激光头1在起始加工位置对焦，再根据工件待加工路径高度信息，结合激光头1移动速度，自动调整激光头1在移动中的高度，实现自动对焦。

Claims (1)

1.一种激光加工机自动对焦装置，包括激光头(1)、工作台(4)和控制器(5)，其特征在于：还包括测距仪(2)、光电检测器(3)，所述测距仪(2)与激光头(1)固定连接，测距仪(2)的测距光路垂直于工作台(4)平面，所述光电检测器(3)包括由光敏元件(9)固定排列形成的检测面，光电检测器(3)固定设置在工作台(4)上表面，检测面与工作台(4)平面平行，所述测距仪(2)输出信号和光电检测器(3)输出信号传递至控制器(5)。
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