本申请提供了一种用于水导激光加工的原位在机测量系统和激光加工设备，包括测量光源、耦合器、光学延迟线、立体分束器和解算部，耦合器与测量光源相连接，以将测量光源发出的光分为原位测量光和测量参考光，光学延迟线与耦合器相连接，以调整测量参考光的光程，立体分束器分别与耦合器和加工光源相连接，以将原位测量光、测量参考光和加工光汇为一束照射在待加工件上，解算部包括光谱仪和计算机，光谱仪分别与耦合器和计算机相连接，光谱仪用于获取被待加工件反射回的原位测量光和测量参考光在耦合器内产生的干涉信号，计算机基于信号得到加工深度。能够在加工过程中实时监测零件的加工深度，实现非接触式测量、原位测量和在机测量。机测量。机测量。
【技术实现步骤摘要】
用于水导激光加工的原位在机测量系统和激光加工设备
[0001]本申请属于激光加工设备
，具体涉及一种用于水导激光加工的原位在机测量系统和激光加工设备。
技术介绍
[0002]水导激光加工技术作为一种新兴的加工技术，采用水束光纤来引导激光到待加工件加工表面，具有切槽平行、热区影响小、宽径比大、加工精度高、无崩边、无微裂纹、重铸层较少等优点。
[0003]但现有水导激光加工系统对加工尺寸的测量往往都采用离线的方式，即：先完成整个工件的加工，然后拆卸工件，再利用三坐标机、干涉仪、千分尺等仪器对工件进行测量，无法在加工过程中实时监测零件的加工深度。
技术实现思路
[0004]因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种用于水导激光加工的原位在机测量系统和激光加工设备，能够在加工过程中实时监测零件的加工深度。
[0005]为了解决上述问题，本申请提供了一种用于水导激光加工的原位在机测量系统，包括测量光源、耦合器、光学延迟线、立体分束器和解算部，所述耦合器与所述测量光源相连接，以将所述测量光源发出的光分为原位测量光和测量参考光，所述光学延迟线与所述耦合器相连接，以调整所述测量参考光的光程，所述立体分束器分别与所述耦合器和加工光源相连接，以将所述原位测量光、所述测量参考光和加工光汇为一束照射在待加工件上，所述解算部包括光谱仪和计算机，所述光谱仪分别与所述耦合器和所述计算机相连接，所述光谱仪用于获取被所述待加工件反射回的所述原位测量光和所述测量参考光在所述耦合器内产生的干涉信号，所述计算机基于所述干涉信号得到加工深度。
[0006]可选的，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括第一准直器，所述第一准直器设置在所述耦合器与所述立体分束器之间的光路上，以对经由所述耦合器传播至所述立体分束器的所述原位测量光和所述测量参考光进行准直。
[0007]可选的，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括带通滤光片，所述带通滤光片设置在所述耦合器与所述立体分束器之间的光路上。
[0008]可选的，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括反射镜，所述反射镜设置在所述第一准直器与所述带通滤光片之间的光路上。
[0009]可选的，所述光谱仪用于获取被所述待加工件反射回的所述原位测量光和所述测量参考光在所述耦合器内产生的干涉信号的原始信号和实时信号，并发送至所述计算机，所述计算机基于所述原始信号进行傅里叶变换并消除直流分量，得到与所述原始信号对应的第一最大峰值，所述计算机基于所述实时信号进行傅里叶变换并消除直流分量，得到与所述实时信号对应的第二最大峰值，所述计算机基于所述第一最大峰值和所述第二最大峰值得到加工深度。
[0010]可选的，所述原始信号为所述原位测量光和所述测量参考光照射加工初始位置且光程相同的情况下的所述耦合器内产生的干涉信号。
[0011]可选的，所述立体分束器包括第一棱镜段和第二棱镜段，所述第一棱镜段和所述第二棱镜段拼合为立方体结构，所述原位测量光和所述测量参考光经由所述第一棱镜段射入至所述立体分束器内的汇聚点，所述加工光经由所述第二棱镜段射入至所述立体分束器内的汇聚点，并在所述汇聚点与所述原位测量光和所述测量参考光汇聚为一束射出所述立体分束器，并照射在待加工件上。
[0012]可选的，所述第一棱镜段与所述第二棱镜段之间设置有分光膜，所述立体分束器的入射面和出射面上设置有增透膜。
[0013]可选的，所述第一棱镜段与所述第二棱镜段对称设置，以使所述立体分束器呈正方体结构。
[0014]本申请的另一方面，提供了一种激光加工设备，包括如上述的用于水导激光加工的原位在机测量系统。
[0015]有益效果本专利技术的实施例中所提供的一种用于水导激光加工的原位在机测量系统和激光加工设备，通过设置测量光源能够为检测待加工件的加工深度提供检测光，通过设置耦合器能够将测量光源发出的光分为原位测量光和测量参考光，通过设置光学延迟线能够实现调整测量参考光的光程，使测量参考光的光程与原位测量光在加工件初始位置处的光程相同，进而通过原位测量光和测量参考光的配合实现检测待加工件的加工深度。通过设置立体分束器，使得原位测量光、测量参考光和加工光汇为一束照射在待加工件上，保证原位测量光和测量参考光能够沿着加工光的照射方向进行加工深度检测，保证检测准确性。通过设置解算部，能够对被待加工件反射回的原位测量光和测量参考光在耦合器内产生的干涉信号进行解析和计算，进而准确得到加工深度，在加工过程中实时监测零件的加工深度，能够实现非接触式测量、原位测量和在机测量，测量精度高，能够为加工作业提供更多更全面的数据，而且可以根据得到的实时加工深度实时监测零件的加工过程，实时测量零件被去除的尺寸。而且原位在机测量系统的结构简单、抗干扰能力强。由于非接触式的测量方式，对被测物无损伤。在机的测量方式，无需反复拆卸待测件。
附图说明
[0016]图1为本申请实施例的激光加工设备的结构示意图；图2为本申请实施例的立体分束器的结构示意图；图3为本申请实施例的原位在机测量系统的系统原理图。
[0017]附图标记表示为：1、计算机；2、光谱仪；3、测量光源；4、耦合器；5、光学延迟线；6、第一准直器；7、反射镜；8、带通滤光片；9、加工光源；10、立体分束器；11、第二准直器；12、聚焦透镜；13、水喷嘴；14、待加工件；15、第一棱镜段；16、第二棱镜段；17、分光膜；18、增透膜。
具体实施方式
[0018]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]结合参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于水导激光加工的原位在机测量系统，其特征在于，包括测量光源(3)、耦合器(4)、光学延迟线(5)、立体分束器(10)和解算部，所述耦合器(4)与所述测量光源(3)相连接，以将所述测量光源(3)发出的光分为原位测量光和测量参考光，所述光学延迟线(5)与所述耦合器(4)相连接，以调整所述测量参考光的光程，所述立体分束器(10)分别与所述耦合器(4)和加工光源(9)相连接，以将所述原位测量光、所述测量参考光和加工光汇为一束照射在待加工件(14)上，所述解算部包括光谱仪(2)和计算机(1)，所述光谱仪(2)分别与所述耦合器(4)和所述计算机(1)相连接，所述光谱仪(2)用于获取被所述待加工件(14)反射回的所述原位测量光和所述测量参考光在所述耦合器(4)内产生的干涉信号，所述计算机(1)基于所述干涉信号得到加工深度。2.根据权利要求1所述的用于水导激光加工的原位在机测量系统，其特征在于，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括第一准直器(6)，所述第一准直器(6)设置在所述耦合器(4)与所述立体分束器(10)之间的光路上，以对经由所述耦合器(4)传播至所述立体分束器(10)的所述原位测量光和所述测量参考光进行准直。3.根据权利要求2所述的用于水导激光加工的原位在机测量系统，其特征在于，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括带通滤光片(8)，所述带通滤光片(8)设置在所述耦合器(4)与所述立体分束器(10)之间的光路上。4.根据权利要求3所述的用于水导激光加工的原位在机测量系统，其特征在于，所述用于水导激光加工的原位在机测量系统还包括反射镜(7)，所述反射镜(7)设置在所述第一准直器(6)与所述带通滤光片(8)之间的光路上。5.根据权利要求1所述的用于水导激光加工的原位在机测量系统，其特征在于，所述光谱仪(2)用于获取被所述待加工件(14)反射回的所...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅雪，
申请(专利权)人：中科德迈沈阳激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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