[實用新型]一種用于激光加工頭同軸機械視覺光學成像系統

有效

• 申請號: 201820466879.2
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN207965339U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 邵華江;李思佳;李思泉
• 申請（專利權）人: 上海嘉強自動化技術有限公司
• 主分類號: G02B19/00
• 分類號: G02B19/00;B23K26/03
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 李海燕

本實用新型公開了一種用于激光加工頭同軸機械視覺光學成像系統，包括第一雙凸鏡、第一雙凹鏡、可調光闌、第二雙凸鏡、第三雙凸鏡以及第二雙凹鏡；第一雙凸鏡、第一雙凹鏡、可調光闌、第二雙凸鏡、第三雙凸鏡以及第二雙凹鏡均為球面透鏡；第一雙凸鏡、第一雙凹鏡、可調光闌、第二雙凸鏡、第三雙凸鏡以及第二雙凹鏡均為圓形且中心軸同軸。本實用新型提供的光學系統采用全球面鏡光路結構，基于球面鏡易加工、易批量化以及一致性的特點，配合聚焦鏡使用可獲得良好的光學成像品質，適用于光纖輸出類激光加工頭同軸機械視覺光學成像，尤其適用于以熔融石英為聚焦鏡片材料的所有光纖輸出類激光加工頭同軸機械視覺光學成像。

技術領域

本實用新型涉及工業機械視覺成像技術領域，更具體地說，本實用新型涉及一種用于激光加工頭同軸機械視覺光學成像系統。

背景技術

激光加工技術涵蓋了激光切割、焊接、淬火、打孔、微加工等多種激光加工工藝，利用了激光與物質相互作用的基本特性。由于激光束與加工材料的非接觸性、加工速度與質量等優勢，奠定了激光加工技術是一種無可替代的高新技術。

當前激光切割占了整個激光加工行業的主要地位，其中又以光纖輸出類激光切割為首要。光纖輸出類激光器涵蓋了光纖激光器以及半導體光纖耦合激光器，因為光纖柔韌性以及對近紅外光束有很好的耦合輸出，使得光纖輸出類激光器市場占有率日益突出。目前光纖輸出類激光器千瓦級已是相當普及，萬瓦級激光器也逐步上映市場，讓光纖激光各類加工工藝越加普遍化。

激光加工頭，是介于激光器與加工零件之間的一種必不可少的光學承載，對于一些特殊的激光切割、常規的激光焊接等激光加工頭，往往需要機械視覺成像系統來實現激光定位、加工過程跟蹤等需求，甚至于，通過特殊的濾光處理以及圖像處理，可實現更高端的激光加工過程檢測需求。而這一切的前提是，機械視覺成像系統須具備高品質成像效果。

目前，常規的光纖輸出類激光加工頭，通常配備諸如工業CCTV鏡頭等，而基本上所有的鏡頭均是一個獨立的成像系統單元，在沒有外界光路系統影響下，可以獲得較好的光學成像品質，通俗講，常規的機械視覺成像鏡頭是單獨進行消像差設計的，一旦引入外界光學系統，機械視覺成像鏡頭成像品質會大幅下降。

一般地，機械視覺成像鏡頭在激光加工應用中有兩種使用方式，一種為旁軸使用，一種為同軸使用。所謂旁軸，是機械視覺成像鏡頭相對于激光加工頭側面放置，光路系統相互獨立，而同軸使用則是機械視覺成像鏡頭通過激光加工頭光路，光路系統部分共用。在激光加工上，一者由于激光功率較大，在板材的加工中容易反射大量激光，即便是帶上濾光片也容易燒損光學鏡頭甚至CCD/CMOS芯片；二者因為同軸機械視覺成像較旁軸應用更容易定位及校準，在探測激光加工板材表面光學效果更好，故旁軸機械視覺成像十分不常用。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本實用新型還有一個目的是提供了一種適用于光纖輸出類激光加工頭同軸機械視覺光學成像，尤其適用于以熔融石英為聚焦鏡片材料的所有光纖輸出類激光加工頭同軸機械視覺光學成像的用于激光加工頭同軸機械視覺光學成像系統。

為了實現上述目的，本實用新型公開了一種用于激光加工頭同軸機械視覺光學成像系統，包括從物側到像側順序布置的第一雙凸鏡、第一雙凹鏡、可調光闌、第二雙凸鏡、第三雙凸鏡以及第二雙凹鏡；

其中，所述第一雙凸鏡、所述第一雙凹鏡、所述可調光闌、所述第二雙凸鏡、所述第三雙凸鏡以及所述第二雙凹鏡均為球面透鏡；

所述第一雙凸鏡、所述第一雙凹鏡、所述可調光闌、所述第二雙凸鏡、所述第三雙凸鏡以及所述第二雙凹鏡均為圓形且中心軸同軸；

所述第一雙凸鏡和所述第一雙凹鏡為膠合鏡組。