[發明專利]激光端面織構機的自動對焦暨實時微調方法

有效

• 申請號: 201610749031.6
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106334872B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 顏彬;暢皓皓;李伯奎;裴旭;蔣素琴;許兆美;陳前亮
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/042
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所32110
• 代理人: 韓曉斌

1.激光端面織構機的自動對焦暨實時微調方法，激光端面織構機包括激光頭加工裝置和自動對焦及微調控制器，所述的激光頭加工裝置包括直筒（2）、直角腔體（4），凸透鏡（12）和45⁰反射鏡（13）分別固定在直角腔體（4）內部，通過固定扣（6）將反射鏡筒體（7）固定在直角腔體（4）上，自動對焦及微調控制器（9）安裝在成像系統（3）內部，成像系統（3）通過固定螺釘孔（15）將其固定在反射鏡筒體（7）上方；其中，具有αo的反射鏡片（18）安裝在反射鏡筒體（7）內部，并通過反射鏡筒體側蓋（14）固定；其特征是：采用在激光端面織構機內安裝自動對焦及微調控制器（9）實現自動對焦暨實時微調，所述的自動對焦及微調控制器（9）由光柵尺、傳感位移檢測器、CCD成像探測器和中央處理器CPU構成，該自動對焦暨實時微調方法的步驟如下：

（1）初始加工點或固定加工點尋找和確定：首先通過具有αo的反射鏡片（18）將需加工試件（1）表面圖像通過對焦光線（8）反射到自動對焦及微調控制器（9）的CCD成像探測器中，圖像顯示在電腦顯示屏上，用戶選取需加工點后，激光頭加工裝置整體移動，達到很小的對焦偏差距離，為下步進行微量對焦調整做好準備；

（2）激光加工前自動對焦：

（a）將光柵尺的中點O’點預設為初始系統對焦基準點，對焦光線（8）經過具有αo的反射鏡片（18）反射后在光柵尺上形成一個對焦點，同時通過光柵尺的細分計數模塊計算出對焦點到光柵尺中點的距離，并形成信號；

（b）將步驟（a）中距離信號輸入自動對焦及微調控制器（9）中的中央處理器CPU處理，計算出激光頭加工裝置到加工焦點的距離，并通過CPU控制機床主軸移動；

（c）同時機床給出一個反饋信號給傳感位移檢測器，傳感位移檢測器再次測量，將檢測的對焦點到光柵尺（10）中點O’點的距離信號傳入中央處理器CPU處理，CPU經過算法分析，如在距離允許的范圍內，CPU不向機床主軸下達運動指令，如超出范圍，CPU向機床主軸下達運動指令，機床調整運動；

（3）激光頭微調：經過步驟（2）操作后，對需加工試件進行試加工一次，經加工后試件上激光加工形成的點為A點或B點，使用CCD成像探測器對加工點進行采集和分析，并通過CPU使用黃金分割算法向機床發出運動指令，直到CCD采集和分析的圖像清晰時CPU停止向機床發出指令，再次通過傳感位移檢測器進行測量，同時在光柵尺上形成相對應的A′或B′點，通過傳感位移檢測器將此A′或B′點位置更改為機床系統對焦點位置的基準點；在下步加工時的對焦中，將對焦點在光柵尺（10）上形成位置與其對比，分析計算出在光柵尺上形成的距離信號，傳遞給CPU中，繼續執行上述步驟（2）和步驟（3）；

（4）激光加工時實時微調：正式加工開始后，每次激光脈沖加工后都將執行步驟（3），使得每次加工后的加工點都是下次加工時的對焦基準點。