[實(shí)用新型]一種激光焊接非接觸溫度監(jiān)控裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220474640.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN202894592U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張俊敏;李曦;楊林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張俊敏
• 主分類號(hào): B23K26/03
• 分類號(hào): B23K26/03;B23K26/06;B23K26/42
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種溫度監(jiān)控裝置，特別是一種激光焊接非接觸溫度監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)

在激光焊接過(guò)程中，需要對(duì)被加工物的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。目前市場(chǎng)上有一些針對(duì)激光加工溫度監(jiān)控的產(chǎn)品，例如低功率激光頭LH50、激光頭LH500-M、單色高溫計(jì)EP60及雙色高溫計(jì)QP003等。其中，低功率激光頭LH50的工作原理是激光探頭通過(guò)激光分束器將測(cè)量物件的表面溫度，通過(guò)波長(zhǎng)及輻射強(qiáng)度傳入激光探頭，激光探頭將傳入的信號(hào)數(shù)字化，將其讀出，讀出的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器LASON進(jìn)行處理；激光頭LH500-M是通過(guò)激光進(jìn)行材料加工，通過(guò)光束器將攝像機(jī)和高溫計(jì)形成一束同軸的光束，將光束對(duì)焦距后，對(duì)材料進(jìn)行焊接，淬火等加工，同時(shí)通過(guò)外部空氣或冷卻液進(jìn)行控制；數(shù)字高溫計(jì)是用來(lái)測(cè)量溫度的，通過(guò)確定測(cè)量間距比例即：測(cè)量距離與測(cè)量點(diǎn)直徑的比例關(guān)系，接收一個(gè)波長(zhǎng)的輻射密度，從而確定測(cè)量的溫度。上述產(chǎn)品有些僅能測(cè)量物體的溫度，有些能夠同時(shí)進(jìn)行加工、測(cè)量和監(jiān)控，但對(duì)被加工物的溫度控制還需要借助外部冷卻源。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的上述問(wèn)題提供一種激光焊接非接觸溫度監(jiān)控裝置，除了可以監(jiān)測(cè)被加工物體的溫度外，還可以控制激光輸出能量使其溫度不超過(guò)設(shè)定值。

本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

一種激光焊接非接觸溫度監(jiān)控裝置，包括光纖輸出激光光束聚焦成像部分、非接觸紅外溫度檢測(cè)部分、CCD圖像監(jiān)控部分和控制單元；其特征在于：所述光纖輸出激光光束聚焦成像部分通過(guò)多組鏡片將有一定發(fā)散角的激光光束準(zhǔn)直后變成平行光束，所述平行光束通過(guò)兩個(gè)平片雙透鏡片后通過(guò)鏡筒的輸出端鏡片聚焦到一點(diǎn)；兩個(gè)平片雙透鏡片中的一個(gè)將被測(cè)物反射的紅外圖像反射到非接觸紅外溫度檢測(cè)部分中，兩個(gè)平片雙透鏡片中的另一個(gè)將被加工物體的可見(jiàn)光部分反射到CCD圖像監(jiān)控部分；所述控制單元根據(jù)非接觸外紅溫度檢測(cè)部分測(cè)得的被測(cè)物溫度控制激光發(fā)生器發(fā)出的激光能量。

進(jìn)一步的，所述光纖輸出激光光束聚焦成像部分將發(fā)散的激光光束準(zhǔn)直為平行光束的鏡片為三組，從上到下依次為凸透鏡、凹透鏡和凸透鏡。

進(jìn)一步的，鏡筒的輸出端鏡片外面還包括一保護(hù)鏡片，所述保護(hù)鏡片通過(guò)卡扣式可拆卸的安裝于鏡頭前端。

進(jìn)一步的，所述光纖輸出激光光束聚焦成像部分中反射出的被測(cè)物反射的紅外圖像通過(guò)一反射鏡反射到紅外溫控檢測(cè)儀中。

進(jìn)一步的，所述光纖輸出激光光束聚焦成像部分中反射出的被加工物體的可見(jiàn)光部分通過(guò)光闌、反射鏡和鏡片組反射到CCD中。

以上裝置可以較為精確的將激光被加工物體的加工溫度保持在某一范圍內(nèi)。由于最終的激光的能量輸出是計(jì)算得出的，所以對(duì)溫度傳感器的檢測(cè)頻度要求不高，但也能夠達(dá)到通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)調(diào)整激光器所能達(dá)到的溫度控制效果。由于對(duì)溫度傳感器的檢測(cè)頻度要求不高，從而降低了整個(gè)裝置成本，非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1?是光纖輸出激光光束聚焦成像部分示意圖；

圖2是非接觸紅外溫度檢測(cè)部分示意圖；

圖3是CCD圖像監(jiān)控部分示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

一種激光焊接非接觸溫度監(jiān)控裝置，包括光纖輸出激光光束聚焦成像部分、非接觸紅外溫度檢測(cè)部分、CCD圖像監(jiān)控部分和控制單元；所述控制單元根據(jù)非接觸外紅溫度檢測(cè)部分測(cè)得的被測(cè)物溫度控制激光發(fā)生器發(fā)出的激光能量。

所述光纖輸出激光光束聚焦成像部分如圖1所示，本光學(xué)聚焦系統(tǒng)試用于所有數(shù)值孔徑0.22NA的光纖輸出的激光光束。其主要工作原理如下：光纖輸出光束通過(guò)鏡片1、2、3，鏡片1、2、3分別為凸透鏡、凹透鏡和凸透鏡，這個(gè)鏡片組將有一定發(fā)散角的激光光束，準(zhǔn)直，變成平行光束。鏡片4、鏡片5是兩個(gè)平片雙透鏡片，通過(guò)鍍雙面增透膜，準(zhǔn)直后的99.99%的平行激光光束能夠透過(guò)這兩個(gè)鏡片，平行光的特性不變。最后通過(guò)鏡筒的輸出端鏡片6將平行激光光束聚焦到1點(diǎn)。鏡片7是出口窗鏡保護(hù)片，用于保護(hù)鏡片6不受外界的灰塵和焊接飛濺物的污染。鏡片7是卡扣設(shè)計(jì)容易更換。整個(gè)光纖輸出光束通過(guò)鏡片1-7會(huì)在距鏡片745mm處形成一個(gè)最小光點(diǎn)。其大小和光纖輸出的光纖直徑一致，成1:1對(duì)應(yīng)關(guān)系。