【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光加工领域，特别涉及一种激光焦点校准装置。
技术介绍
1、激光作为光源，它具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。激光加工作为激光系统最常用的应用，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。其技术原理为激光束能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。其中为保证激光加工的最佳效果、最佳效率以及加工稳定性，需要确保激光束经过透镜聚焦后的焦点准确落在待加工产品表面。
2、在现有技术中，目前存在着以下的缺点：不能实时在线检测激光束焦点位置的变化，从而不能实时的调整激光束焦点的位置；不能自动判别激光束焦点位置偏离方向，不能与上位机数据反馈，自动化呈度低；现有的激光束焦点位置校正操作方法安全性不足，通常采用人眼直接观察调试，激光辐射对人眼具有一定的损害；当前行业内类似的专业辅助装置多为视觉模块，价格昂贵无法普及商业化；不能模块化结构设计，导致维护过替换成本昂贵；目前行业内激光加工工艺中，针对在聚焦后的焦点调试及确认的方式是通过反复加工样品的效果比较最佳的工艺条件，方法繁琐并且调试周期长。
技术实现思路
1、为克服上述缺点，本技术的目的在于提供一种激光焦点校准装置。
2、为了达到以上目的，本技术采用的技术方案是：一种激光焦点校准装置，包括：激光器、扩束装置、焦点偏差检测装置、反射聚焦装置、驱动装置
3、激光器发射激光束；
4、扩束装置校准和扩大激光束；
5、焦点偏差检测装置透过激光束；
6、反射聚焦装置反射激光束并对激光束进行聚焦；
7、加工平台上放置待加工件，聚焦后的激光束加工待加工件，并产生辐射光束，辐射光束沿激光束传播方向逆向传播；
8、反射聚焦装置反射辐射光束至焦点偏差检测装置；
9、焦点偏差检测装置对辐射光束进行焦点偏差检测获得探测数据，并对探测数据进行放大；
10、焦点偏差检测设备显示放大后的探测数据，焦点偏差检测装置将探测数据进行对比获得对比数据，并将对比数据传输至驱动装置；
11、驱动装置根据对比数据控制升降装置上移或下移加工平台。
12、此技术方案中，焦点偏差检测装置检测激光束焦点所在位置与待加工件的表面所在的水平面是否存在偏差并显示探测数据，使操作人员无需观察激光束得到激光束焦点位置与待加工件上表面的水平面之间的情况，从而避免激光束对人眼造成伤害。通过驱动装置控制升降装置自动调试待加工件上表面与激光束焦点的之间的距离，使激光束焦点与待加工件上表面处于最佳位置，实现激光束焦点自动校准，从而避免了传统方法中的反复比较的繁琐操作并缩减了调试周期。激光焦点校准装置自动化呈度高，并通过对焦点偏差检测装置的模块设计降低了维护成本和替换成本。
13、在一些实施方式中，焦点偏差检测装置包括壳体、合束镜、聚焦镜、半反半透镜、第一小孔光栅片、第二小孔光栅片、第一探测装置、第二探测装置、信号放大器模块、信号数显模块；
14、合束镜、聚焦镜、半反半透镜、第一小孔光栅片、第二小孔光栅片、第一探测装置、第二探测装置设置于壳体内，聚焦镜与合束镜呈45°设置，半反半透镜与合束镜平行设置，第一小孔光栅片、第一探测装置与聚焦镜平行设置，第二小孔光栅片、第二探测装置与聚焦镜呈90°设置，第一探测装置、第二探测装置设置于壳体内壁上，信号放大器模块设置于壳体底部，信号数显模块设置于壳体上侧。
15、此技术方案中，合束镜将辐射光束呈45度反射，使辐射光束的轨迹改变从而使聚焦镜可以接收到辐射光束，聚焦镜将辐射光束进行聚焦，聚焦的辐射光束经过半反半透镜，其中一半的辐射光束透过半反半透镜，并经过第一小孔光栅片的滤光，将辐射光束投射至第一探测装置；另一半的辐射光束经过半反半透镜的反射，并经过第二小孔光栅片的滤光，将辐射光束投射至第二探测装置，第一探测装置和第二探测装置分别将投射的辐射光束的探测数据传输至信号放大器模块，信号放大器模块将第一探测装置传输的数据和第二探测装置传输的探测数据进行放大并对比，将对比数据分别传输至信号数显模块和驱动装置，信号数显模块将放大后的探测数据，使操作人员无需使用人眼直接观察激光束就可以得到激光焦点位置相对于待加工件上表面位置的情况。
16、在一些实施方式中，辐射光束沿激光束传播路径反向传播至焦点偏差检测装置；
17、合束镜与辐射光束呈45°设置，合束镜呈90°反射辐射光束；
18、聚焦镜聚焦辐射光束，半反半透镜在辐射光束形成焦点前透过一半辐射光束，形成第一辐射光束，第一辐射光束形成焦点之前穿过第一小孔光栅片，投射至第一探测装置；
19、半反半透镜在辐射光束形成焦点前呈90°反射一半辐射光束，形成第二辐射光束，第二辐射光束在形成焦点之后穿过第二小孔光栅片，投射至第二探测装置。
20、此技术方案中，合束镜呈90°反射辐射光束，有利于将辐射光束和激光束的光路进行分离，将辐射灌输分离为第一辐射光束和第二辐射光束，有利于进一步反推出激光束焦点和待加工件上表面的相对位置。第一小孔光栅片和第二小孔光栅片的设置有利于在激光束焦点和待加工件上表面的相对位置不处于同一水平面的情况下，分别对第一辐射光束和第二辐射光束进行滤光，使第一辐射光束和第二辐射光束照射在第一探测装置和第二探测装置上的强度不一致。
21、在一些实施方式中，第一探测装置、第二探测装置连接信号放大器模块，第一探测装置根据投射到第一探测装置上的第一辐射光束的强度获得第一探测数据，第二探测装置投射到第二探测装置上的第二辐射光束的强度获得第二探测数据，信号放大器模块将第一探测数据、第二探测数据进行放大并传输至信号数显模块，信号数显模块显示放大后的第一探测数据、第二探测数据，信号放大器模块对第一探测数据、第二探测数据进行差值比较获得对比数据。
22、此技术方案中，第一探测装置、第二探测装置连接信号放大器模块，便于第一探测装置和第二探测装置分别将第一探测数据和第二探测数据传输至信号放大器模块，信号放大器模块放大第一探测数据和第二探测数据，便于展示出第一探测数据和第二探测数据的差异，信号放大器模块对记忆探测数据和第二探测数据进行差值比较获得对比数据，便于确定或者激光焦点与待加工件之间的关系。
23、在一些实施方式中，信号放大器模块连接信号数显模块、驱动装置，信号放大器模块将放大后的第一探测数据和第二探测数据传输值信号数显模块，信号数显模块显示放大后的第一探测数据和第二探测数据，信号放大器模块将对比数据传输至驱动装置，驱动装置根据对比数据控制升降装置上升或下移加工平台。
24、此技术方案中，信号放大器模块将放大后的探测数据传输至信号数显模块，信号数显模块展示对放大后的探测数据，操作人员可以直接观察信号数显模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光焦点校准装置，其特征在于，包括：激光器、扩束装置、焦点偏差检测装置、反射聚焦装置、驱动装置、升降装置、加工平台；
2.根据权利要求1所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述焦点偏差检测装置包括壳体、合束镜、聚焦镜、半反半透镜、第一小孔光栅片、第二小孔光栅片、第一探测装置、第二探测装置、信号放大器模块、信号数显模块；
3.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述辐射光束沿所述激光束传播路径反向传播至所述焦点偏差检测装置；
4.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述第一探测装置、所述第二探测装置连接所述信号放大器模块，所述第一探测装置根据投射到第一探测装置上的第一辐射光束的强度获得第一探测数据，所述第二探测装置投射到第二探测装置上的第二辐射光束的强度获得第二探测数据，所述信号放大器模块将所述第一探测数据、所述第二探测数据进行放大并传输至所述信号数显模块，所述信号数显模块显示所述放大后的所述第一探测数据、所述第二探测数据，所述信号放大器模块对所述第一探测数据、所述第二探测数据进行差值比较获得所述对比数据。p>
5.根据权利要求4所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述信号放大器模块连接所述信号数显模块、所述驱动装置，所述信号放大器模块将放大后的所述第一探测数据和第二探测数据传输值所述信号数显模块，所述信号数显模块显示放大后的所述第一探测数据和第二探测数据；信号放大器模块将所述对比数据传输至所述驱动装置，所述驱动装置根据所述对比数据控制所述升降装置上升或下移所述加工平台。
6.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述辐射光束包括第一最小束腰点和第二最小束腰点，所述第一最小束腰点位于所述第一小孔光栅片与所述第一探测装置之间，所述第二小孔光栅片设置于所述第二探测装置与所述第二最小束腰点之间，所述第一探测装置与所述第一最小束腰点之间的距离等于所述第二探测装置与所述第二最小束腰点之间的距离。
7.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述合束镜透过所述激光束，所述合束镜反射所述辐射光束。
8.根据权利要求1所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述反射聚焦装置包括振镜和场镜，所述振镜内部设置有反射镜，所述反射镜用于将所述激光束进行与原传播方向呈90°的反射。
9.根据权利要求1所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述反射聚焦装置包括激光切割头和激光聚焦镜，所述激光切割头设置有内部反射镜，所述内部反射镜用于将所述激光束进行与原传播方向呈90°的反射，所述激光聚焦镜用于聚焦所述激光束。
10.根据权利要求1所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述升降装置包括底座和升降杆，所述加工平台沿所述升降杆上移或下移，所述升降杆固定于所述底座。
...【技术特征摘要】
1.一种激光焦点校准装置，其特征在于，包括：激光器、扩束装置、焦点偏差检测装置、反射聚焦装置、驱动装置、升降装置、加工平台；
2.根据权利要求1所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述焦点偏差检测装置包括壳体、合束镜、聚焦镜、半反半透镜、第一小孔光栅片、第二小孔光栅片、第一探测装置、第二探测装置、信号放大器模块、信号数显模块；
3.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述辐射光束沿所述激光束传播路径反向传播至所述焦点偏差检测装置；
4.根据权利要求2所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述第一探测装置、所述第二探测装置连接所述信号放大器模块，所述第一探测装置根据投射到第一探测装置上的第一辐射光束的强度获得第一探测数据，所述第二探测装置投射到第二探测装置上的第二辐射光束的强度获得第二探测数据，所述信号放大器模块将所述第一探测数据、所述第二探测数据进行放大并传输至所述信号数显模块，所述信号数显模块显示所述放大后的所述第一探测数据、所述第二探测数据，所述信号放大器模块对所述第一探测数据、所述第二探测数据进行差值比较获得所述对比数据。
5.根据权利要求4所述的激光焦点校准装置，其特征在于，所述信号放大器模块连接所述信号数显模块、所述驱动装置，所述信号放大器模块将放大后的所述第一探测数据和第二探测数据传输值所述信号数显模块，所述信号数显模块显...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽华，
申请(专利权)人：苏州金橙子激光技术有限公司，
类型：新型
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