[發明專利]一種基于CCD成像的激光加工和定焦裝置和方法

在審

• 申請號: 201711098885.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107598364A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 楊明昆;王科;黃繼盛
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司臨滄供電局;云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: B23K26/046
• 分類號: B23K26/046;B23K26/064
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

1.一種激光加工和定焦裝置，其至少包括：用于發射激光束的激光器；用于對所述激光束進行擴束和準直的擴束系統；用于改變所述激光束的位置的掃描振鏡；用于將所述激光束進行匯聚的聚焦鏡；所述激光器發射的激光束通過所述擴束系統進行擴束和準直之后，進而通過所述掃描振鏡改變方向進入所述聚焦鏡進行聚焦；其特征在于：所述激光器帶有指示紅光；

所述裝置還包括用于判斷焦點位置并控制所述聚焦鏡的位置實現調焦的調焦系統；用于將指示紅光在工件表面的反射光反射進調焦系統的分光系統；所述分光系統設置于所述掃描振鏡與所述聚焦鏡之間；所述分光系統包括分光鏡和旋轉機構；所述分光鏡一端固定在所述旋轉機構上；

所述指示紅光依次通過所述擴束系統、掃描振鏡、分光系統、聚焦鏡到達工件表面；

所述指示紅光在工件表面的反射光經過所述分光鏡進入所述調焦系統。

2.根據權利要求1所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述調焦系統由濾光片、CCD、處理器和位移控制器組成，所述濾光片和所述CCD的中心同軸設置，與所述激光束所在的主光軸垂直設置，所述CCD與所述處理器電連接，所述處理器與所述位移控制器電連接，所述位移控制器用于調節所述聚焦鏡的位置。

3.根據權利要求1所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述分光鏡繞所述旋轉機構的一端旋轉，所述旋轉角度為45°。

4.根據權利要求1所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述分光鏡通過鍍膜對指示紅光實現透反，透反比為1:1。

5.根據權利要求2所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述激光器上設有開關一和開關二；所述開關一用于發射和關閉所述指示紅光；所述開關二用于發射和關閉所述激光束。

6.根據權利要求2所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述濾光片只允許指示紅光通過。

7.根據權利要求3所述的一種激光加工和定焦裝置，其特征在于：所述分光系統有調焦狀態和加工狀態；當所述分光鏡旋轉至與主光軸成45°角時，為調焦狀態；當所述分光鏡與主光軸平行時，為加工狀態。

8.一種激光加工和定焦方法，其特征在于：包括以下步驟：

激光器發射指示紅光；

所述指示紅光通過擴束系統進行擴束和準直；

所述指示紅光經過掃描振鏡改變方向之后進入分光系統；

所述指示紅光進入聚焦鏡進行聚焦；

所述指示紅光到達工件表面；

所述指示紅光經過分光鏡反射；

經過反射后的指示紅光進入調焦系統；

所述調焦系統調節聚焦鏡的位置直至成像邊緣和對比度符合限定要求，完成調焦；

關閉激光器上的指示紅光開關；

開啟激光器上的激光束開關；

激光器發出激光束；

進入加工狀態。

9.根據權利要求8所述的一種激光加工和定焦方法，其特征在于：在步驟‘激光器發射指示紅光’之前，還包括步驟：打開激光器上的指示紅光開關。

10.根據權利要求9所述的一種激光加工和定焦方法，其特征在于：所述步驟‘所述調焦系統調節聚焦鏡的位置直至成像邊緣和對比度符合限定要求，完成調焦’中，還包括步驟：

經過反射后的指示紅光通過濾光片濾除雜散光；

所述指示紅光在CCD上成像；

處理器對所述成像進行處理并顯示；

所述處理器向位移控制器發出信號調節聚焦鏡的位置，

位移控制器調節聚焦鏡的位置直至成像邊緣和對比度符合限定要求，完成調焦。