[發明專利]一種道威棱鏡旋切系統的快速對準調節裝置及方法

在審

• 申請號: 202211528793.5
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115815790A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 秦慶全;秦應雄;龍宙;李波
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K26/04
• 分類號: B23K26/04;B23K26/042;B23K26/382
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李曉飛

1.一種道威棱鏡旋切系統的快速對準調節裝置，其特征在于，包括依次設置于入射激光光束光路上的雙振鏡組調制單元、道威棱鏡旋轉單元、CCD可視單元和聚焦單元，以及分別與各單元相連的控制器；

所述雙振鏡組調制單元包括一組控制X方向光束調節的X1振鏡和X2振鏡，以及一組控制Y方向的光束調節的Y1振鏡和Y2振鏡，分別用于調節激光光束在X方向和Y方向的位置平移和角度偏轉，以使激光光束與所述道威棱鏡旋轉單元的機械軸線重合；

所述道威棱鏡旋轉單元用于將經過所述雙振鏡組調制單元的靜態激光光束調節成以圓形軌跡運動的動態出射光；

所述CCD可視單元包括CCD相機和半透半反鏡，所述半透半反鏡用于將經過所述道威棱鏡旋轉單元的出射光反射進入所述聚焦單元；所述CCD相機用于通過所述半透半反鏡對所述待加工工件的加工平面進行觀察，獲取光斑運動軌跡；

所述聚焦單元用于將進入的激光光束聚焦至待加工工件進行加工；

所述控制器用于根據所述光斑運動軌跡控制所述雙振鏡組調制單元中振鏡的角度。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述X1振鏡和X2振鏡對光束的調節在X方向上相互補償；所述X1振鏡和X2振鏡依次將所述激光光束的傳播方向在X方向調節第一角度，用于調節所述激光光束在X方向的位置平移；所述X2振鏡將所述激光光束的傳播方向在X方向調節第二角度，用于調節所述激光光束在X方向的角度偏轉。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述Y1振鏡和Y2振鏡對光束的調節在Y方向上相互補償；所述Y1振鏡和Y2振鏡依次將所述激光光束的傳播方向在Y方向調節第一角度，用于調節所述激光光束在Y方向的位置平移；所述Y2振鏡將所述激光光束的傳播方向在Y方向調節第二角度，用于調節所述激光光束在Y方向的角度偏轉。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述道威棱鏡旋轉單元包括道威棱鏡及帶動其旋轉的機械組件，所述機械組件包括機械套筒及電機，所述道威棱鏡設置在所述機械套筒內部，且與所述機械套筒固定連接，所述道威棱鏡中心軸線與所述機械組件的軸線之間存在預設夾角及預設平移間距，所述電機帶動所述機械套筒轉動。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述CCD相機的焦點可調，所述CCD相機還用于觀察獲取焦點改變后的光斑運動軌跡。

6.一種道威棱鏡旋切系統的快速對準調節方法，應用于如權利要求1-5中任一所述的道威棱鏡旋切系統的快速對準調節裝置，其特征在于，包括：

通過所述CCD可視單元獲取在待加工工件的加工平面上的光斑運動軌跡；

根據所述光斑運動軌跡計算進入所述道威棱鏡旋轉單元的入射激光光束與目標位置和目標角度的位置平移誤差及角度偏轉誤差；

通過調節所述X1振鏡和X2振鏡的角度，調節所述激光光束在X方向上的位置平移誤差和角度偏轉誤差；通過調節所述Y1振鏡和Y2振鏡的角度，調節所述激光光束在Y方向上的位置平移誤差和角度偏轉誤差。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述通過所述CCD可視單元獲取在待加工工件的加工平面上的光斑運動軌跡，包括：

獲取激光光束在激光聚焦系統焦平面的第一光斑運動軌跡；

調節所示CCD可視單元的焦點位置，在距離激光聚焦系統焦平面1mm處觀察激光光束的第二光斑運動軌跡。