[發明專利]用于激光加工過程的熔池監測裝置

有效

• 申請號: 201310654910.7
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103604813A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 齊歡;楊艷
• 申請（專利權）人: 上海彩石激光科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種用于激光加工過程的熔池監測裝置，在所述激光加工過程中，激光光束依次經過激光頭中的準直鏡、聚焦鏡、保護鏡和噴嘴達到基材或熔覆層的表面，以在基材或熔覆層表面形成熔池，其特征在于，所述熔池監測裝置包括分光鏡、透鏡模塊和采集控制系統，所述分光鏡設置于所述激光頭中的準直鏡與聚焦鏡之間，并與所述激光光束呈45°角固定設置，所述分光鏡使所述激光光束與從所述熔池處反射過來的可見光位于同一軸線上，其入射角相差180°，所述可見光通過所述透鏡模塊聚焦并進行光學成像以得到一光信號，所述采集控制系統用于采集所述光信號，并對其進行處理以實時反饋所述熔池處的圖像信息。

2.根據權利要求1所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述激光光束從所述激光頭的上方向下射入所述激光頭，所述透鏡模塊位于所述激光頭的一側，所述分光鏡透射所述激光光束使其達到基材或熔覆層的表面，并反射從所述熔池處反射過來的可見光使其進入所述透鏡模塊。

3.根據權利要求1所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述激光光束從所述激光頭的一側射入所述激光頭，所述透鏡模塊位于所述激光頭的上方，所述分光鏡反射所述激光光束使其達到基材或熔覆層的表面，并透射從所述熔池處反射過來的可見光使其進入所述透鏡模塊。

4.根據權利要求1至3任一項所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述透鏡模塊包括濾光片、第一透鏡組、光圈、反光鏡和第二透鏡組，所述可見光依次經過所述濾光片、第一透鏡組和光圈進行聚焦，并在通過所述反光鏡反射后，經過所述第二透鏡組完成光學成像以得到所述光信號。

5.根據權利要求1至3任一項所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述熔池監測裝置還包括照明模塊，所述照明模塊設置于所述激光頭與所述透鏡模塊之間，所述照明模塊用于增加所述可見光的光線強度。

6.根據權利要求5所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述照明模塊包括照明光源和半反射鏡，所述半反射鏡與從所述照明光源中射出的照明光呈45°角固定設置，并將所述照明光中的一半反射向所述熔池。

7.根據權利要求6所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述照明光源為LED照明燈。

8.根據權利要求6所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述照明光源為帶有散斑衰減器的激光。

9.根據權利要求1至3任一項所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述采集控制系統包括工業攝像機、圖像采集卡和計算機，所述工業攝像機用于把所述光信號轉換成電信號，所述圖像采集卡通過電纜將所述電信號傳輸到所述計算機上，并在所述計算機上進行所述熔池處的圖像成像及信息顯示工作。

10.根據權利要求9所述的用于激光加工過程的熔池監測裝置，其特征在于，所述計算機與所述激光頭的運動控制系統電信連接，所述計算機根據反饋的圖像及信息實時控制所述運動控制系統調整所述激光頭的運動軌跡，并在其接收到的信息出現異常時發出警報。