[發明專利]基于兩個同軸CCD進行視覺定位的激光加工裝置及方法有效

申請號：	201610185805.7	申請日：	2016-03-29
公開（公告）號：	CN105598579B	公開（公告）日：	2017-08-01
發明（設計）人：	雷志輝;林思引;陸文革	申請（專利權）人：	英諾激光科技股份有限公司;常州英微激光科技有限公司
主分類號：	B23K26/00	分類號：	B23K26/00;B23K26/36;B23K26/03;B23K26/064
代理公司：	深圳市精英專利事務所44242	代理人：	馮筠
地址：	518000 廣東省深圳市南山區科技***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于兩個同軸 ccd 進行視覺定位激光加工裝置方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及激光加工技術領域，尤其涉及一種基于兩個同軸CCD進行視覺定位的激光加工裝置及方法。

背景技術

激光加工已經成為現代制造的重要加工方法，特別是在精密加工、微加工領域，包括切割、標刻、噴印、鉆孔、雕刻、掃描等。激光加工已經廣泛應用在微電子、液晶、分離膜、測量、汽車、航空、納米材料、航天等領域。

隨著科學技術的發展，現代精密制造對激光加工的形位精度、柔性適應性、智能化和效率要求越來越高。低要求的激光加工系統沒有視覺定位功能，高要求的激光加工系統通常帶有視覺系統，包括旁軸CCD系統及同軸CCD系統等。

旁軸CCD系統的視覺光路與激光光路在結構上是分支的，加工時需要硬性分為拍攝、定位、移動振鏡三個動作，因此會造成微小加工件的振動、位移和加工偏差，同時加工速度慢、影響加工精度。

視覺幅面小的同軸CCD系統存在圖像有畸變和色差等問題，因此限制了其應用范圍和定位精度。視覺幅面大的同軸CCD系統通常存在無法克服振鏡自身的漂移造成的定位偏差，使用時需對頻繁對視覺系統和振鏡系統進行校正，影響使用效率及方便性。

有鑒于此，實有必要提供一種提升定位精度且能克服振鏡漂移造成的定位偏差的激光加工方法以解決現有技術的缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于兩個同軸CCD進行視覺定位的激光加工裝置及方法，其通過視覺幅面大的同軸CCD模組進行精確定位以提升圖像質量和定位精度，同時，通過視覺幅面小的同軸CCD模組實時檢測振鏡是否出現偏移且出現偏移后及時進行校正以克服振鏡漂移造成的缺陷。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于兩個同軸CCD進行視覺定位的激光加工裝置，包括用于放置待加工工件的加工平臺、設置于加工平臺上方的照明光源、高透反射鏡、第一CCD模組、控制計算機、激光器、振鏡以及設置于振鏡的入光側且與振鏡同軸的第二CCD模組。控制計算機分別與激光器、第一CCD模組、第二CCD模組、振鏡電性連接。激光器發射的激光經第二CCD模組、振鏡、高透反射鏡照射至待加工工件。待加工工件反射的光線經高透反射鏡分為第一光路和第二光路，第一光路經高透反射鏡入射到第一CCD模組，第二光路經高透反射鏡、振鏡入射到第二CCD模組。

優選地，激光器與第二CCD模組之間設有用于對激光器發出的激光進行同軸擴束的擴束鏡。

優選地，振鏡的出光側設置有用于對激光進行聚焦的場鏡。

為了解決上述問題，本發明還提供了一種基于兩個同軸CCD進行視覺定位的激光加工方法，包括如下步驟：

待加工工件置于加工平臺上，待加工工件設有起始位置點，待加工工件或加工平臺固定設置有標識點。

照明光源發出照明光束照射待加工工件。

第一CCD模組通過高透反射鏡采集待加工工件的第一圖像信息并將第一圖像信息發送至控制計算機。

控制計算機獲取振鏡的振鏡原點位置信息以及第一圖像信息中與起始位置點對應的起始加工位置信息。

控制計算機根據振鏡原點位置信息、起始加工位置信息以及預設坐標系生成控制命令并通過控制命令控制振鏡致使振鏡的振鏡原點與起始位置點重合。

激光器發出的激光經振鏡形成加工光束照射至待加工工件以通過加工光束實現對待加工工件的加工操作。

第二CCD模組通過高透反射鏡采集待加工工件的第二圖像信息并將第二圖像信息發送至控制計算機，加工光束的光軸與第二CCD模組采集第二圖像信息的光軸同軸。

控制計算機根據第二圖像信息中的標識點的標識點位置信息和預設標準點位置信息判斷振鏡是否出現漂移。

若振鏡出現偏移，控制計算機根據標識點位置信息、預設標準點位置信息以及預設坐標系生成控制命令并通過控制命令調整振鏡。