[發明專利]一種具有自動對焦功能的激光加工頭

在審

• 申請號: 201710550846.6
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107116300A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 鄧本松
• 申請（專利權）人: 重慶鐳寶激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙)50213
• 代理人: 雷暈

技術領域

本發明涉及激光加工領域，尤其涉及一種具有自動對焦功能的激光加工頭。

背景技術

激光加工技術是利用激光束與物質相互作用的特性，對材料(包括金屬與非金屬)進行切割、焊接、表面處理、打孔及微加工等的一門加工技術。激光加工作為先進制造技術已廣泛應用于汽車、電子、電器、航空、冶金、機械制造等國民經濟重要部門，對提高產品質量、勞動生產率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。利用激光機器人進行加工時，需根據加工用途或工件材料更換激光器或者聚焦鏡片，且更換之后需要重新對焦。現有激光加工應用中的對焦方式采用手動示教目測加物理檢測方法，尤其是在面對復雜外形的工件時，采用點到點的手動對焦方式，不僅效率極低且誤差較大，且機器人加工工件時往往需要多點示教對焦，如遇曲面或曲線加工則對焦難度和誤差更大，效率更低，調試效率難以跟上生產要求。公布號為CN105562924A的專利申請文件公開了一種激光加工設備的輔助對焦方法，其中利用對中器完成對激光光束的對中，利用焦點定位器和焦點指示器確定激光光束的焦點，雖然其可實現較為精確的對焦，但所利用的設備結構較為復雜，安裝操作也較為繁瑣，調試效率有限且成本較高，不利于推廣應用。

發明內容

針對現有技術中所存在的不足，本發明提供了一種具有自動對焦功能的激光加工頭，可有效消除人工示教所產生的誤差，同時設備成本低廉、操作簡單，并極大提高了調試效率。

為實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種具有自動對焦功能的激光加工頭，包括內置有聚焦鏡片和輸出紅光指示器的激光器、固定于激光器外側的固定裝置、通過轉軸與固定裝置鉸接的夾緊裝置以及固定在夾緊裝置上的輔助紅光指示器，其中：所述輸出紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸相重合，所述輔助紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸位于同一平面內且轉軸與該平面相垂直。

本發明的原理為：輸出紅光指示器的輸出軸與激光器的輸出激光束中心軸相重合，則激光器聚焦鏡片的焦點位于輸出紅光指示器的輸出軸上，同時輔助紅光指示器與輸出紅光指示器的輸出軸位于同一平面內，則根據聚焦鏡片的倍數、轉軸至輸出紅光指示器輸出軸的距離、轉軸在輸出紅光指示器輸出軸上的投影至聚焦鏡片光心的距離以及輔助紅光指示器至轉軸的距離等參數調整輔助紅光指示器的角度，使得輔助紅光指示器與輸出紅光指示器分別發出的紅光重合于一點，該重合點即為輸出激光束的焦點，從而實現自動對焦。

相比于現有技術，本發明具有如下有益效果：有效消除了人工示教所產生的誤差，提高了產品質量；對焦調試操作簡單，可極大提高調試效率，從而提高加工效率；同時設備成本低廉，有利于推廣應用。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明中的技術方案進一步說明。

如圖1所示，本發明提出了一種具有自動對焦功能的激光加工頭，其包括內置有聚焦鏡片11和輸出紅光指示器12的激光器10、固定于激光器10外側的固定桿20、通過轉軸30與固定桿20遠離激光器10一端鉸接的安裝桿40以及固定在安裝桿40上的輔助紅光指示器50，其中：

所述輸出紅光指示器12的輸出軸與激光器10的輸出激光束中心軸相重合；所述固定桿20垂直于激光器10的輸出激光束中心軸；

所述轉軸30與激光器10的輸出激光束中心軸相垂直，所述激光器10的聚焦鏡片11的光心位于轉軸30所在的且與激光器10的輸出激光束中心軸相垂直的平面內；

所述安裝桿40的遠離轉軸30一端設有安裝孔400，所述輔助紅光指示器50安裝于安裝孔400內，所述輔助紅光指示器50的輸出軸與激光器10的輸出激光束中心軸位于同一平面內且轉軸30與該平面相垂直。

本發明的對焦調試過程為：首先放置工件并開啟激光器10使其出光，根據激光作用在工件上的火花大小調整激光器10至工件的距離；然后調整輔助紅光指示器50的角度，再開啟輔助紅光指示器50和輸出紅光指示器12使其同時發光，最后對激光器和工件之間的距離進行微調，直至輔助紅光指示器50和輸出紅光指示器12在工件焊接處的光斑相重合，則該重合點即為輸出激光束的焦點，從而實現自動對焦。與傳統的人工示教對焦技術相比，本發明利用外部輔助對焦系統實現快速自動對焦，極大地提高了生產效率且消除了人工示教所產生的誤差，極大提高了調試效率，保證了產品質量。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。