[發(fā)明專利]一種激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行度的調(diào)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811287825.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109175737B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晨晨;譚羽;李珣;李明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): B23K26/70
• 分類號(hào): B23K26/70
• 代理公司: 61211 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 鄭麗紅<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明涉及一種激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行度的調(diào)試方法，解決現(xiàn)有激光束指向調(diào)試方法成本較高、調(diào)節(jié)過(guò)程繁瑣的問(wèn)題，該調(diào)試方法包括以下步驟：1)固定測(cè)試板；2)形成測(cè)量斑點(diǎn)；3)獲得反射鏡調(diào)整角度；4)調(diào)整反射鏡；5)重復(fù)步驟2)至步驟4)；6)固定反射鏡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光精度調(diào)整方法，具體涉及一種激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行度的調(diào)試方法。

背景技術(shù)

在激光加工過(guò)程中，激光器發(fā)出高功率密度的激光束，把能量傳遞到待加工區(qū)域，實(shí)現(xiàn)材料的去除和零件的加工。由于激光加工具有熱影響區(qū)域較小，加工不受材料機(jī)械性能的限制，沒(méi)有刀具的磨損，加工過(guò)程中無(wú)加工應(yīng)力等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于硬脆材料、難加工金屬以及薄壁零件的加工。激光加工設(shè)備中，激光光束的指向精度決定最終激光焦點(diǎn)的位置精度，從而直接影響待加工零件的加工精度。

目前激光加工系統(tǒng)中，反射鏡安裝在機(jī)床軸附件上，可隨著機(jī)床軸移動(dòng)，將激光器發(fā)射的激光反射至加工平臺(tái)，機(jī)床軸的運(yùn)動(dòng)方向與加工平臺(tái)的位置垂直設(shè)置。激光束指向通常與機(jī)床軸的運(yùn)動(dòng)方向平行，是激光加工系統(tǒng)中激光束指向調(diào)節(jié)的關(guān)鍵步驟。然而，目前激光光束指向精度的調(diào)試主要依賴高精度激光光束質(zhì)量分析儀等儀器實(shí)現(xiàn)，且不同波長(zhǎng)和功率的激光器需配備不同規(guī)格的光束質(zhì)量分析儀，使得激光光束指向的調(diào)節(jié)成本較高，且調(diào)節(jié)過(guò)程繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有激光束指向調(diào)試方法成本較高、調(diào)節(jié)過(guò)程繁瑣的問(wèn)題，提供一種激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行度的調(diào)試方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行度的調(diào)試方法，包括以下步驟：

1)固定測(cè)試板；

將測(cè)試板放置在工作平臺(tái)上，且與工作平臺(tái)平行設(shè)置；

2)形成測(cè)量斑點(diǎn)；

機(jī)床軸帶動(dòng)反射鏡移動(dòng)至位置一處，激光在測(cè)試板上形成斑點(diǎn)一，機(jī)床軸帶動(dòng)反射鏡移動(dòng)至位置二處，激光在測(cè)試板上形成斑點(diǎn)二；

3)獲得反射鏡調(diào)整角度；

測(cè)量斑點(diǎn)一和斑點(diǎn)二的圓心距△d，并獲取反射鏡位置一至位置二的移動(dòng)距離L；通過(guò)圓心距和移動(dòng)距離，計(jì)算激光束指向與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向的夾角θ，計(jì)算如下：

θ≈tan^-1(△d/L)4)調(diào)整反射鏡；

根據(jù)步驟3)獲得的角度，調(diào)整反射鏡的角度；

5)重復(fù)步驟2)至步驟4)，直至兩處斑點(diǎn)的位置重合，實(shí)現(xiàn)激光束與機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向平行；

6)固定反射鏡。

進(jìn)一步地，步驟5)分為粗調(diào)階段和精調(diào)階段，所述粗調(diào)階段采用毫米級(jí)測(cè)量裝置測(cè)量?jī)商幇唿c(diǎn)的圓心距；所述精調(diào)階段采用顯微鏡測(cè)量?jī)商幇唿c(diǎn)的圓心距。

進(jìn)一步地，步驟1)和步驟2)之間還包括調(diào)整激光參數(shù)步驟：調(diào)節(jié)激光器的輸出功率、輸出時(shí)間、脈寬、重復(fù)頻率，使機(jī)床軸在不同的位置時(shí)，激光束在測(cè)試板上均可形成斑點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述測(cè)試板為亞克力板。

進(jìn)一步地，步驟6)中，固定反射鏡具體為利用螺紋緊固膠固定反射鏡的調(diào)整螺釘。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1.本發(fā)明方法采用測(cè)試板即可完成激光束精度的調(diào)節(jié)，無(wú)需采用高精度激光光束質(zhì)量分析儀等儀器，相對(duì)于現(xiàn)有調(diào)試方法，大幅度降低了成本。

2.本發(fā)明通過(guò)不斷調(diào)節(jié)反射鏡的角度，即可調(diào)節(jié)激光的指向，使得調(diào)整過(guò)程快捷簡(jiǎn)單。