[實用新型]一種自動調整激光焦點位置的裝置

有效

• 申請號: 201621120330.5
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN206200341U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 楊曄
• 申請（專利權）人: 無錫科技職業學院
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 顧吉云

技術領域

本實用新型涉及激光鏡頭的技術領域，具體為一種自動調整激光焦點位置的裝置。

背景技術

激光焊接時，其聚焦點上的激光能量密度最大，而大部分焊接時聚焦點在焊接零件的表面，對應的與焊接零件的表面距離是零，但是根據零件結構或者材料的不同，有時需要聚焦點在焊接零件的上方（即正離焦）或者聚焦點在零件內部（即負離焦），而在傳統焊接結構中，焊接鏡頭相對于焊接零件的距離是不變的，也就是說聚焦點的位置是固定的，而為了檢查聚焦點的位置是否正確，就需要移動焊接鏡頭，并在不同的位置利用激光打點，通過不同位置上激光打的點的直徑大小來判斷，即直徑最小的點對應的焊接頭的位置，就是聚焦點所在的正確位置，但是通過激光打點來尋找焦點位置，效率很低，而且激光打點的數量有限，以及最終的聚焦點位置，實際卻是在打的最小的點附近，不是很精確。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供了一種自動調整激光焦點位置的裝置，其結構簡單，不僅可以監控焊接聚焦點的位置變化，而且方便調整聚焦點位置，從而滿足不同焊接結構或者材料的要求。

其技術方案是這樣的，其包括焊接鏡頭，所述焊接鏡頭內裝有聚光鏡片，其特征在于，在所述焊接鏡頭端部安裝有紅外測量裝置，步進電機通過驅動機構連接所述焊接鏡頭，所述紅外測量裝置與控制器通信連接，所述控制器輸出端分別連接指示燈、步進電機、顯示器、報警器。

其進一步特征在于：所述指示燈設有3個；所述控制器采用型號為飛思卡爾AW60單片機；所述紅外測量裝置采用紅外距離傳感器。

本實用新型的有益效果是，通過設置的紅外測量裝置測量到的實際值與控制器內的設置值比較，根據比較結果，控制器驅動步進電機，通過驅動機構帶動焊接鏡頭上下移動，從而實現自動調整激光聚焦點位置，滿足不同焊接結構或者材料的要求，且可監控焊接聚焦點的位置變化而發出報警信息，并通過顯示器直觀的顯示聚焦點的位置，方便調整聚焦點位置。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的控制原理圖；

圖3為本實用新型的控制流程圖。

具體實施方式

如圖1~圖3所示，本實用新型包括焊接鏡頭4，焊接鏡頭4內裝有聚光鏡片6，在焊接鏡頭4端部安裝有紅外測量裝置5，步進電機8通過驅動機構7連接焊接鏡頭，紅外測量裝置5與控制器通信連接，控制器輸出端分別連接指示燈21、22、23、步進電機8、顯示器、報警器3，其中控制器采用型號為飛思卡爾AW60單片機，顯示器采用數碼管顯示，用于顯示焦點的位置值，紅外測量裝置5采用紅外距離傳感器。

本實用新型的工作過程是，在焊接鏡頭端部安裝有紅外測量裝置5，焊接鏡頭4內部安裝有聚光鏡片6.激光3通過聚焦鏡片6將激光聚焦在工件1上，紅外測量裝置5利用三角距離測量原理測量焊接鏡頭4與焊接工件1之間的距離，其中三角距離測量原理是：紅外發射器按照一定的角度發射紅外光束，當遇到物體以后，光束會反射回來，反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后，會獲得一個偏移值，利用三角關系，在知道了發射角度，偏移距，中心矩，以及濾鏡的焦距以后，傳感器到物體的距離就可以通過幾何關系計算出鏡頭與工件的距離A，而顯示器可顯示該距離值，并輸出指示燈21、22、23，即當焦點是在焊接零件上方時（正離焦），指示燈21亮；當焦點在焊接零件表面時（沒有離焦），當中的指示燈22亮；當焦點在焊接零件里面時（負離焦），指示燈23亮；而根據紅外距離測量裝置5測量到的實際值，與焊接控制系統的設置值比較，根據比較結果，當實際值超出限制的最高值時，控制器發出報警信息；當實際值超出設置值時，控制器驅動步進電機8，通過驅動機構7帶動焊接鏡頭上下移動，從而實現自動調整激光聚焦點位置，并可在焊接工藝中設置不同的焊接焦點位置（離焦量），滿足不同焊接結構或者材料的要求，以及在需要固定聚焦點位置的焊接工藝中，可以監控焊接聚焦點的位置變化，如果聚焦點位置偏移出控制范圍，可以立即給出報警信息，且可以直觀的顯示聚焦點的位置，方便調整聚焦點位置。