[發明專利]光電尋焦器的尋焦方法

有效

• 申請號: 201210016581.9
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN103212823A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 魏志凌;寧軍;周強
• 申請（專利權）人: 昆山思拓機器有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/04;G02B7/28
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技術領域

本發明涉及一種用于聚焦鏡工作焦點位置的檢測器件，特別是用于激光切割設備聚焦鏡工作焦點位置的確定。

背景技術

激光切割設備是通過聚焦鏡將近似平行的激光光束匯聚成一極小的高能量點進行高精密的切割生產，一般焦點位置在切割嘴出光口下方200um左右時切割質量最佳，如圖1所示，但是由于因切割需求在同一個鏡筒里需要放置不同焦距的聚焦鏡，或者每個鏡筒加工的誤差不盡相同，因此焦點的位置一般不會在理想位置，如圖2所示，那么就需要對聚焦鏡進行上下移動來調節焦點位置，以往是用鋼片在切割嘴下方由遠及近通過肉眼觀察，鋼片被擊穿的臨界位置來判斷聚焦鏡上下移動多少，操作繁瑣，有一定危險，并且誤差極大。

中國專利CN101169602公開了一種調焦調平測量方法與裝置，涉及應用于投影光刻系統中晶片的調焦調平傳感系統的新方法，屬于光學測量領域。本發明包括三大部分：光源準直模塊、調焦子系統和調平子系統。本發明的激光器發出激光經過單模光纖準直，再經過漂移補償裝置后，透過偏振分光器和λ/4波片入射到被測硅片上，經過平面反射鏡和直角反射棱鏡使光線多次經過被測硅片，再利用透鏡組在位置探測器前進行放大，得到硅片表面離焦信息。利用平面分光器將光線沿路返回，透過透鏡入射到位置敏感探測器上，從而得到硅片表面的二維傾斜信息。

中國專利CN1811519公開了一種望遠鏡激光導向調焦裝置，它主要由左連接爪、右連接爪、橫桿、豎桿和半導體激光器等組成。所述半導體激光器放置在望遠鏡目鏡前端，調節半導體激光器發出的激光束穿過望遠鏡射向遠處的平面鏡后反射到標尺上，再調節光斑在標尺上成一個小斑點，這就實現了望遠鏡激光導向和調焦功能。

本發明是一種聚焦鏡工作焦點位置的光電尋焦器，將此件放在切割嘴下，開啟程序就會自動尋找焦點位置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的激光切割設備聚焦鏡工作焦點難以尋找的問題，本發明提供一種新的光電尋焦器的尋焦方法，該尋焦方法所用的光電尋焦器具有容易尋焦的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種光電尋焦器的尋焦方法，包括如下幾個步驟：

a）在需要調節聚焦鏡上下移動時，將光電尋焦器放置在激光切割機切割嘴的下方；

b）激光開出引導光，啟動光電尋焦器，光電尋焦器的自動升降臺向上移動，導引光落在光電傳感器上，傳感器感光發出信號，光電傳感器的信號輸入計算機控制系統，計算機開始運算控制；

c）當升降臺升到一定高度，光斑又變為最小一點時，控制系統自動停止升降座工作；

d）測量出切割嘴出光口距光電尋焦器上端面距離，再減掉切割常數L，即為聚焦鏡焦點的位置。

所述的光電尋焦器，包括光電傳感器、電機、升降座、升降桿、計算機控制系統，所述升降座上下兩端具有凹槽，電機位于升降座下端凹槽內部、升降桿的下面，電機上端和升降桿下部相連，升降桿位于升降座的上部凹槽中，升降桿能相對于升降座上下移動，光電傳感器位于升降桿的頂部中央凹槽內，光電傳感器的信號輸入計算機控制系統。

上述技術方案中，當激光射在光電傳感器上，光電傳感器產生信號，信號輸入所述的計算機控制系統。

上述技術方案中，所述的切割常數L與激光切割機的性能有關，L的數值一般為200um。

本發明的光電尋焦器是一個獨立的檢測器件，由光電傳感器、自動升降座、計算機控制系統組成。在需要調節聚焦鏡上下移動將焦點位置居于切割嘴下方理想位置時，將光電尋焦器放置在切割嘴的下方，激光開出引導光，啟動光電尋焦器，光電尋焦器的自動升降臺向上移動，導引光落在光電傳感器上，傳感器感光發出信號，計算機開始運算控制，當升降臺升到一定高度光斑又變為最小一點時，控制系統自動停止升降座工作。測量出切割嘴出光口距光電尋焦器上端面距離在減掉200um即為聚焦鏡焦點的理想位置左右，根據切割效果微調聚焦鏡位置以滿足切割需求。

本發明是一種聚焦鏡工作焦點位置的光電尋焦器，解決了激光切割設備聚焦鏡工作焦點難以尋找的問題，提高了調試效率，操作簡單，安全可靠，取得了較好的技術效果。

附圖說明

圖1為激光切割理想工作狀態示意圖。

圖2為焦點不在理想位置示意圖。

圖3?為光電尋焦器示意圖。

圖4?為光電尋焦器尋焦過程示意圖。

圖5?為光電尋焦器尋焦過程示意圖。

圖1中，1為聚焦鏡；2為匯聚光線；3為切割嘴出光口；4為帶切鋼板。