[發明專利]一種將材料表面自動定位到激光焦點處的方法

有效

• 申請號: 201611106945.7
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106735863B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 朱志武
• 申請（專利權）人: 湖南七迪視覺科技有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳立新

1.一種將材料表面自動定位到激光焦點處的方法，該方法適應的激光焦點自動定位系統，包括聚焦透鏡(2)、待加工材料(5)、材料夾具(6)、電動平移臺(7)、光學相機(8)、顯微鏡頭(9)、控制電腦(10)，其特征在于，該方法經過以下步驟實現：

1)通過配備顯微鏡頭(9)的光學相機(8)拍攝激光焦點處的等離子體亮點(3)以及該亮點通過光滑的待加工材料表面形成的鏡像(4)，得到初始位置激光焦點處等離子體亮點(11)、初始位置激光焦點處等離子體亮點鏡像(12)；

所述光學相機(8)拍攝激光焦點處的等離子亮點(3)和該亮點通過光滑的待加工材料表面形成的鏡像(4)過程中，調整這兩個亮點位于光學相機(8)視場的中心位置，并且這兩個亮點之間的距離小于光學相機所拍攝圖像大小的一半；

2)利用圖像處理技術得出初始位置激光焦點處等離子體亮點(11)、初始位置激光焦點處等離子體亮點鏡像(12)中心間的像素距離N₁，進一步通過控制電腦(10)控制電動平移臺(7)精確移動待加工材料(5)靠近激光焦點，得到待加工材料(5)實際移動距離S₁，此時待加工材料(5)尚未到達焦點，待加工材料(5)移動精度由控制待加工材料移動的電動平移臺(7)決定，再次經過圖像處理，得到新位置激光焦點處等離子體亮點(14)和新位置激光焦點處等離子體亮點鏡像(15)中心間的像素距離N₂，根據鏡面成像原理，以及由像素距離的改變和實際待加工材料位移之間的線性關系可以計算出每個像素對應的實際距離S₀，以及移動后待加工材料(5)表面到準確的激光焦點的距離S，分別為：

為提高測量精度，進行以下操作：通過控制電腦(10)控制電動平移臺(7)向同一方向分多次移動待加工材料(5)，得到多個S₁和N₁數據，從而根據式(1)計算出多個S₀，再求所述多個S₀的平均值，再將此平均值代入式(2)計算出S；

3)根據公式(2)計算出S，關閉激光，再通過控制電腦(10)控制電動平移臺(7)移動待加工材料(5)到激光焦點位置處開始加工操作。

2.根據權利要求1所述將材料表面自動定位到激光焦點處的方法，其特征在于：所述步驟1)利用光學相機拍攝激光焦點處的等離子亮點(3)以及該亮點通過光滑的待加工材料表面形成的鏡像(4)過程中，遮蔽環境自然光照明。

3.根據權利要求1所述將材料表面自動定位到激光焦點處的方法，其特征在于：步驟1)中，將激光器功率調整到滿足出現空氣擊穿形成光學相機可拍攝的等離子體亮點即可。

4.根據權利要求1所述將材料表面自動定位到激光焦點處的方法，其特征在于：步驟2)和步驟3)中，待加工材料(5)移動精度小于10μm。