用于激光加工的多功能监测系统及监测方法、指向方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于激光加工的多功能监测系统及监测方法、指向方法，解决现有激光加工方式数据处理速度慢、成本高、体积大和集成难度高等问题。该系统包括分光模块、监测镜头、成像组件、运动模块和信号处理模块；分光模块安装在激光加工光路中，激光光束经分光模块分为两路，其中一路被分光模块折转90°进入监测镜头，另一路穿过分光模块实现激光加工；监测镜头、成像组件设置在分光模块的反射光路上；运动模块实现成像组件的移动；监测镜头包括光学系统；成像组件包括探测器和成像电路板；信号处理模块与探测器连接。同时，本发明专利技术还提供了一种基于上述系统的监测方法及实现加工激光的位置指向方法。

Multifunctional monitoring system for laser processing and its monitoring method and pointing method

The invention relates to a multifunctional monitoring system for laser processing, a monitoring method and a pointing method, which solves the problems of slow data processing speed, high cost, large volume and high integration difficulty of existing laser processing methods. The system consists of a splitting module, a monitoring lens, an imaging module, a motion module and a signal processing module. The splitting module is installed in the laser processing optical path. The laser beam is divided into two paths through the splitting module, one of which is converted by the splitting module 90 degrees into the monitoring lens, the other through the splitting module to achieve laser processing. The head and imaging module are set on the reflecting light path of the splitter module; the moving module realizes the movement of the imaging module; the monitoring lens includes the optical system; the imaging module includes the detector and the imaging circuit board; and the signal processing module is connected with the detector. At the same time, the invention also provides a monitoring method based on the above system and a position pointing method for processing laser.

【技术实现步骤摘要】
用于激光加工的多功能监测系统及监测方法、指向方法
本专利技术涉及激光加工
，特别涉及一些对激光功率、能量分布及光束指向要求高的激光加工领域，具体涉及一种用于激光加工的多功能监测系统及监测方法、指向方法。
技术介绍
激光加工具有加工精度高、质量好、柔性化等特点，因此在钢铁、机械、汽车和半导体等工业领域得到了广泛应用。对于激光加工设备，其可靠性取决于激光加工光路的稳定性，激光加工过程是激光与物质相互作用的结果，加工质量的优劣受到激光功率、能量分布和光束指向等工艺参数的影响。只有达到有效的工艺参数，才能够保证实现最佳的加工质量。随着激光加工技术逐渐自动化、智能化，激光加工监测装置已成为国内外激光
研究的热点。将监测装置引入激光加工设备中，在设备工作过程中对加工光束功率、能量分布和光束指向进行监测，可有效的提高激光加工的可控性，改善加工质量。目前，在激光加工设备中，要实现激光功率、能量分布和光束指向等工艺参数测量，需要至少三种监测装置，此种方式导致数据处理速度慢，难于集成，同时引入多个监测装置，带来了成本高、体积大和集成难度高等问题。有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光加工的多功能监测系统，其特征在于：包括分光模块(1)、监测镜头(2)、成像组件(5)、运动模块(6)和信号处理模块(7)；所述分光模块(1)安装在激光加工光路中，激光光束经分光模块(1)分为两路，其中一路被分光模块(1)折转90°进入监测镜头(2)，另一路穿过分光模块(1)实现激光加工；所述监测镜头(2)和成像组件(5)设置在分光模块(1)的反射光路上；所述运动模块(6)实现成像组件(5)的移动；所述监测镜头(2)包括光学系统；所述成像组件(5)包括探测器和成像电路板；所述信号处理模块(7)与探测器连接，用于对采集到的图像进行分析。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光加工的多功能监测系统，其特征在于：包括分光模块(1)、监测镜头(2)、成像组件(5)、运动模块(6)和信号处理模块(7)；所述分光模块(1)安装在激光加工光路中，激光光束经分光模块(1)分为两路，其中一路被分光模块(1)折转90°进入监测镜头(2)，另一路穿过分光模块(1)实现激光加工；所述监测镜头(2)和成像组件(5)设置在分光模块(1)的反射光路上；所述运动模块(6)实现成像组件(5)的移动；所述监测镜头(2)包括光学系统；所述成像组件(5)包括探测器和成像电路板；所述信号处理模块(7)与探测器连接，用于对采集到的图像进行分析。2.根据权利要求1所述的用于激光加工的多功能监测系统，其特征在于：所述光学系统为远心平场镜头，包括从物面到像面(25)依次设置的光阑(21)、第一正透镜(22)、第一负透镜(23)和第二正透镜(24)。3.根据权利要求2所述的用于激光加工的多功能监测系统，其特征在于：所述第一正透镜(22)的折射率nd>1.75、色散系数vd<50；所述第一负透镜(23)的折射率nd<1.65、色散系数vd>30；所述第二正透镜(24)的折射率nd>1.75、色散系数vd<50。4.根据权利要求3所述的用于激光加工的多功能监测系统，其特征在于：所述第一正透镜(22)的厚度为3.109mm，入光面的曲率半径为11.969mm，半口径为5.03mm，出光面的曲率半径为19.639mm，半口径为4.47mm；所述第一负透镜(23)的厚度为4mm，入光面的曲率半径为-6.789mm，半口径为2.73mm，出光面的曲率半径为-13.119mm，半口径为3.28mm；所述第二正透镜(24)的厚度为3.151mm，入光面的曲率半径为33.207mm，半口径为3.35mm，出光面的曲率半径为-35.899mm，半口径为3.24mm；所述第一正透镜(22)与第一负透镜(23)的距离是12.59mm，所述第一负透镜(23)和第二正透镜(24)的距离是3.114mm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯胜，杨小君，赵华龙，康伟，朱文宇，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61