CN202240152U - 激光加工中实时监测焦点位置的装置 - Google Patents
激光加工中实时监测焦点位置的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202240152U CN202240152U CN 201120329882 CN201120329882U CN202240152U CN 202240152 U CN202240152 U CN 202240152U CN 201120329882 CN201120329882 CN 201120329882 CN 201120329882 U CN201120329882 U CN 201120329882U CN 202240152 U CN202240152 U CN 202240152U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- processing
- focal position
- ccd detector
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，包括一个激光器和一个待加工的工件的定焦面，在所述激光器出射激光束面上设有一块平面反射镜，与平面反射镜反射的激光束相对应处设有一个加工头，加工头出射激光束光轴对应待加工的工件的定焦面；在加工头一侧设有与入射光束光轴夹角为α的聚焦透镜，聚焦透镜与线性CCD探测器相连，且聚焦透镜光轴与线性CCD探测器呈β夹角设置。该装置使用加工用的脉冲激光作为发射源，其频率固定，通过聚焦后，使得激光焦斑准确的定位在被加工件的加工面上，解决了激光束加工面过高(未聚焦)和加工面过低(散焦)现象，减少了因焦点位置定位差错而导致的非激光焦斑加工带来的能量损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光加工装备，特别是一种用于激光加工中实时监测焦点位置，并通过监测结果反馈，快速定焦，提高加工效果的装置。
背景技术
激光加工技术在汽车、微电子，航天航空，生物医学，太阳能及燃料电池新能源等高新技术产业领域有着广泛应用。其加工切面整齐，热效应小，无微裂纹和冶金缺陷，加工速度快，效率高，对材料无选择性，有着传统的机械加工，以及电火花加工所无法比拟的优越性。随着该技术的迅速发展及广泛应用，对加工的效果有了更高的要求，其中在加工过程中，加工激光束聚焦后的定位精度对加工效果有着至关重要的影响。若聚焦的激光焦斑没有定位在被加工件的加工面上，则会造成被用于加工的光能大量损失，降低加工效率，浪费了加工成本。
现有的应用与激光加工的实时监测装置均是CCD探测器同轴监视，只是用来监视加工状态的，并没有对焦点的位置进行实时监测判定。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，该装置应用与激光加工的实时监测装置均是CCD探测器非同轴监视，能够用来对焦点的位置进行实时监测判定。
本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，包括一个激光器和一个待加工的工件的定焦面，在所述激光器出射激光束面上设有一块平面反射镜，与平面反射镜反射的激光束相对应处设有一个加工头，加工头出射激光束光轴对应待加工的工件的定焦面；在加工头一侧设有与入射光束光轴夹角为α的聚焦透镜，聚焦透镜与线性CCD探测器相连，且CCD探测器水平设置，聚焦透镜光轴与线性CCD探测器呈β夹角设置。
本实用新型进一步的特征在于：
所述线性CCD探测器通过处理器与带视频采集卡的监视器连接。
所述平面反射镜镜面与激光束成倾斜角度设置，倾斜角度为45°。
所述夹角α满足0°＜α＜90°。
所述夹角β＝90°-α。
本实用新型提出了一种可应用于激光加工过程中实时监测聚焦情况，通过监测结果的反馈，快速调节焦点位置的装置。该装置使用加工用的脉冲激光作为发射源，其频率固定，通过聚焦后，使得激光焦斑准确的定位在被加工件的加工面上，解决了激光束加工面过高(未聚焦)和加工面过低(散焦)现象(参见图1所示)，减少了因焦点位置定位差错而导致的非激光焦斑加工带来的能量损失。
附图说明
图1为加工面在非焦点位置示意图；
图2为焦点定位装置图；
图3为光路原理图。
图中：1、激光器；2、平面反射镜；3、加工头；4、聚焦透镜；5、线性CCD探测器；6、处理器；7、监视器；8、定焦面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。
如图2所示，该激光加工中实时监测焦点位置的装置，包括一个激光器1和一个待加工的工件的定焦面8，其中：在所述激光器1出射激光束面上设有一块平面反射镜2，与平面反射镜2反射的激光束相对应处设有一个加工头3，加工头3出射激光束光轴对应待加工的工件的定焦面8；在加工头3一侧设有与入射光束光轴夹角为α的聚焦透镜4，夹角α为35°；聚焦透镜4与线性CCD探测器5相连，且CCD探测器5水平设置，聚焦透镜4光轴与线性CCD探测器5呈β夹角设置，夹角β为55°。线性CCD探测器5通过处理器6与带视频采集卡的监视器7连接。平面反射镜2镜面与激光束成倾斜角度设置，倾斜角度为45°。
参见3并结合图2所示，使用加工用的激光器1作为发射源，对加工头3出射的激光束聚焦后的焦点位置进行标定，如图中的O点，在O点的右上方位置与入射光束光轴夹角α位置设置监测设备：聚焦透镜4及线性CCD探测器5，线性CCD探测器5水平放置，与处理器6连接，处理器6与带视频采集卡的监视器7连接。聚焦透镜4光轴与线性CCD探测器5夹角为β，若激光束聚焦在O点，则经被加工件的加工面反射后，出射光线通过聚焦透镜4到达线性CCD探测器5的中心位置O′；若激光束在A点被反射，则反射光在线性CCD探测器5的A′位置，此时，调节工件的位置，直到监视器7中A′位置移动到线性CCD探测器5的中心位置O′，则被加工件的加工定焦面8刚好置于聚焦激光束的焦斑位置；若激光束在B点被反射，则反射光在线性CCD探测器5的B′位置，此时，调节工件的位置，直到监视器7中B′位置移动到线性CCD探测器5的中心位置O′，则被加工件的加工定焦面8刚好置于聚焦激光束的焦斑位置；由于在线性CCD探测器5上的位移量O′A′，O′B′是已知的，根据图三中的三角关系得下列公式，其中l1为O点到聚焦透镜4的主面距离，即物距。l2为聚焦透镜4的主面到线性CCD探测器5中心O′的距离，即像距。通过计算可得工件所需移动的位移量AO，BO：
上述给出了较佳的实施例用以说明本实用新型，并非对本实用新型做任何限制，在技术方案给出的范围如夹角α在锐角(0°＜α＜90°)的范围均可实现本实用新型。
Claims (5)
1.一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，包括一个激光器(1)和一个待加工的工件的定焦面(8)，其特征在于：在所述激光器(1)出射激光束面上设有一块平面反射镜(2)，与平面反射镜(2)反射的激光束相对应处设有一个加工头(3)，加工头(3)出射激光束光轴对应待加工的工件的定焦面(8)；在加工头(3)一侧设有与入射光束光轴夹角为α的聚焦透镜(4)，聚焦透镜(4)与线性CCD探测器(5)相连，且CCD探测器(5)水平设置，聚焦透镜(4)光轴与线性CCD探测器(5)呈β夹角设置。
2.根据权利要求1所述的一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，其特征在于：所述线性CCD探测器(5)通过处理器(6)与带视频采集卡的监视器(7)连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，其特征在于：所述平面反射镜(2)镜面与激光束成倾斜角度设置，倾斜角度为45°。
4.根据权利要求1所述的一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，其特征在于：所述夹角α满足0°＜α＜90°。
5.根据权利要求1所述的一种激光加工中实时监测焦点位置的装置，其特征在于：所述夹角β＝90°-α。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120329882 CN202240152U (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 激光加工中实时监测焦点位置的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201120329882 CN202240152U (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 激光加工中实时监测焦点位置的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202240152U true CN202240152U (zh) | 2012-05-30 |
Family
ID=46101453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201120329882 Expired - Lifetime CN202240152U (zh) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | 激光加工中实时监测焦点位置的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202240152U (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105246636A (zh) * | 2013-05-29 | 2016-01-13 | 通快机床两合公司 | 用于确定高能射束焦点位置的设备和方法 |
| CN105499789A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光焦点定量化的方法及焦点定量化装置 |
| CN106334872A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-18 | 淮阴工学院 | 激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法 |
| CN106312567B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-04-12 | 长春理工大学 | 具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置及方法 |
| CN110116498A (zh) * | 2018-02-07 | 2019-08-13 | Cl产权管理有限公司 | 用于添加式地制造三维物体的设备 |
| CN111203632A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-05-29 | 佛山市宏石激光技术有限公司 | 一种实时监测激光焦点的方法 |
| CN111670345A (zh) * | 2017-12-22 | 2020-09-15 | 普雷茨特两合公司 | 用于检测激光射束的焦点位置的方法和设备 |
| CN112044870A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于共轴测距和焦距实时可调的激光清洗方法及装置 |
| CN114083115A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-02-25 | 杭州银湖激光科技有限公司 | 一种光感或声控用于激光加工的方法 |
-
2011
- 2011-09-05 CN CN 201120329882 patent/CN202240152U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10399185B2 (en) | 2013-05-29 | 2019-09-03 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Determining a focus position of a high-energy beam |
| CN105246636A (zh) * | 2013-05-29 | 2016-01-13 | 通快机床两合公司 | 用于确定高能射束焦点位置的设备和方法 |
| CN105499789A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-04-20 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光焦点定量化的方法及焦点定量化装置 |
| CN106312567B (zh) * | 2016-08-26 | 2019-04-12 | 长春理工大学 | 具有激光焦点自动跟随的激光辅助正交微切削装置及方法 |
| CN106334872A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-18 | 淮阴工学院 | 激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法 |
| CN106334872B (zh) * | 2016-08-30 | 2017-12-01 | 淮阴工学院 | 激光端面织构机的自动对焦暨实时微调方法 |
| CN111670345B (zh) * | 2017-12-22 | 2023-03-28 | 普雷茨特两合公司 | 用于检测激光射束的焦点位置的方法和设备 |
| CN111670345A (zh) * | 2017-12-22 | 2020-09-15 | 普雷茨特两合公司 | 用于检测激光射束的焦点位置的方法和设备 |
| EP3524408A1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-08-14 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects |
| JP2019137912A (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-22 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | ３次元の物体を付加製造する装置 |
| CN110116498A (zh) * | 2018-02-07 | 2019-08-13 | Cl产权管理有限公司 | 用于添加式地制造三维物体的设备 |
| CN111203632A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-05-29 | 佛山市宏石激光技术有限公司 | 一种实时监测激光焦点的方法 |
| CN112044870A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-08 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于共轴测距和焦距实时可调的激光清洗方法及装置 |
| CN114083115A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-02-25 | 杭州银湖激光科技有限公司 | 一种光感或声控用于激光加工的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202240152U (zh) | 激光加工中实时监测焦点位置的装置 | |
| CN203509350U (zh) | 皮秒激光加工装置 | |
| CN206065662U (zh) | 一种带图像定位的振镜式激光加工系统 | |
| CN205996384U (zh) | 一种半导体晶圆正反定位的激光划片装置 | |
| CN103658140B (zh) | 一种手持式激光清洗机的光学整型装置 | |
| CN104020173B (zh) | 用于激光驱动微小碎片试验的靶架装置 | |
| CN201076969Y (zh) | 紫外激光微加工精确定位系统 | |
| CN103862166B (zh) | 一种激光束焦平面的确定方法 | |
| CN202539812U (zh) | 一种激光多点聚焦加工系统 | |
| CN100534697C (zh) | 一种激光微加工机光学聚焦系统 | |
| WO2022052162A1 (zh) | 一种含双抛物面镜动态聚焦模块的三维扫描系统 | |
| CN102500921A (zh) | 复路激光焊接装置 | |
| CN204430566U (zh) | 一种双光束激光加工头 | |
| CN201693290U (zh) | 一种激光加工装置 | |
| CN201677132U (zh) | 激光加工机自动对焦装置 | |
| CN207787974U (zh) | 一种基于ccd成像的激光加工和定焦装置 | |
| CN105252144A (zh) | 一种高精度激光随动切割头及其监测和自动寻焦方法 | |
| CN103418911A (zh) | 窄小空间激光打标方法及其打标机 | |
| CN105562925A (zh) | 一种co2激光切割设备及其光路传输方法 | |
| CN201371316Y (zh) | 一种多功能激光加工系统 | |
| CN106735887A (zh) | 一种单振镜全反射式位移调焦3d扫描光学系统 | |
| CN107052570A (zh) | 一种激光精密加工装置 | |
| CN206445359U (zh) | 一种单振镜全反射式位移调焦3d扫描光学系统 | |
| CN212420087U (zh) | 万向去毛刺用光头装置 | |
| CN107807451A (zh) | 一种便携式可变焦点长度光学系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20170911 Granted publication date: 20120530 |
|
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120530 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20210905 Granted publication date: 20120530 |