[發明專利]一種基于激光準直的光軸校準裝置

在審

• 申請號: 202210856772.X
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115291406A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 軒立新;張騰;韓云龍;薛飛
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司濟南特種結構研究所
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G02B27/62
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張武鵬

本申請提供一種基于激光準直的光軸校準裝置，光軸校準裝置100包括轉接部件10，準直部件20，支撐鎖緊部件30和光電探測器件40，其中：轉接部件10為桶狀結構，轉接部件10內設置有準直部件20；準直部件20包括位相板固定環21、位相板22、準直筒23和氣泡水平儀24；位相板固定環21為環狀結構，位相板22為圓形結構，位相板22的形狀與位相板固定環21相匹配；準直筒23為桶狀結構，準直筒23的上端面和下端面平行，準直筒23的上端面設置有圓形的凹槽25，凹槽25的形狀與位相板22相匹配；準直筒23的下端面設置有矩形孔26，凹槽25與矩形孔26同軸設置，固定位相板22的接觸面與準直筒23的上端面和下端面平行，矩形孔26中心應與準直筒23軸線重合。

技術領域

本發明屬于光學系統調試技術領域，尤其是一種基于激光準直的光軸校準裝置。

背景技術

在激光加工設備調試中，光束是否垂直入射在加工系統入光口的中心位置，對加工系統的加工質量和加工精度具有重要影響，尤其是基于振鏡和場鏡實現的激光掃描加工裝置，若光束偏離光學系統的軸線入射，出射光束將無法實現精確掃描加工。

在實際應用中，激光加工設備多由激光光學系統與三軸、五軸等多軸數控平臺組成。設備集成過程中，在保證光學系統各光學元件與激光光束相對位置關系(如入射角度、入射點)的基礎上，還需保證激光光束與數控平臺的位置關系，比如與主軸的平行關系等。目前，多采用光束質量分析儀、CCD等檢測設備與平臺運動相配合的方法，利用平臺運動過程中，激光光斑形狀與位置的變化進行調試校準，校準效率與精度低下。因此，為保證上述位置關系，提高設備的集成調試效率與精度，需要一種高效精準的校準裝置。

可見，現有技術中依靠視覺、光束質量分析儀、CCD等檢測手段與平臺運動相配合的方法，調試效率低，僅能表征出射光束與平臺主軸相對位置關系，無法保證光束經光學系統各元件中心位置傳輸的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于激光光學系統光軸校準的裝置，用于保證激光光束垂直入射到光學系統各元件的中心位置，以及出射光束與平臺主軸的相對位置關系，提高光軸校準的效率和精度。

技術方案：一種基于激光準直的光軸校準裝置，光軸校準裝置100包括轉接部件10，準直部件20，支撐鎖緊部件30和光電探測器件40，其中：

轉接部件10為桶狀結構，轉接部件10內設置有準直部件20；準直部件20包括位相板固定環21、位相板22、準直筒23和氣泡水平儀24；位相板固定環21為環狀結構，位相板22為圓形結構，位相板22的形狀與位相板固定環21相匹配；準直筒23為桶狀結構，準直筒23的上端面和下端面平行，準直筒23的上端面設置有圓形的凹槽25，凹槽25的形狀與位相板22相匹配；準直筒23的下端面設置有矩形孔26，凹槽25與矩形孔26同軸設置，固定位相板22的接觸面與準直筒23的上端面和下端面平行，矩形孔26中心應與準直筒23軸線重合；所述準直筒23的上端面通過位相板固定環21將位相板22固定在凹槽25內；氣泡水平儀24安裝在準直筒23的下端面，并遠離矩形孔26，氣泡水平儀24的方向朝向準直筒23外側；準直筒23的兩側設置有螺紋孔27，準直筒23通過支撐鎖緊部件30與轉接部件10相連接，當支撐鎖緊部件30未鎖緊時，可繞支撐鎖緊部件30擺動；所述光電探測器件40置于矩形孔26后預設距離處，用于接收經矩形孔26出射的光束；光軸校準裝置100的轉接部件10，設置在激光設備出光口處。

進一步的，所述轉接部件10的支撐桿可穿過轉接部件10下端的兩個圓形通孔，支撐鎖緊部件30支撐桿上刻有標記，鎖緊螺釘旋緊至標記處，可實現鎖緊且保證左右兩支撐桿長度對稱。在鎖緊螺釘301前，準直部件20可繞支撐鎖緊部件轉動一定角度。準直部件20轉動到位后，通過鎖緊螺釘301鎖緊，實現準直部件20與轉接部件10相對位置固定。

進一步的，所述轉接部件10上端設置內螺紋，用于和出光口連接固定，所述轉接部件10的口徑與激光設備出光口孔徑一致，并通過轉接部件10內螺紋同軸固定于出光口。