一种自动调焦的激光焊接系统及自动调焦的方法技术方案

本发明专利技术涉及激光控制技术领域，具体涉及一种自动调焦的激光焊接系统及自动调焦的方法。所述自动调焦的激光焊接系统，包括激光器、焊接头、用于检测焊件焦点的检测机构以及用于调节焊接头焦距的调焦机构，所述激光器包括光学部件，所述激光器与焊接头通过光纤连接，所述调焦机构与检测机构电连接，并与焊接头传动连接，所述检测机构设置在激光器内，反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学部件被检测机构接收。通过将检测机构设置在激光器内，在焊件上反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学部件被检测机构接收，这样检测机构能够正面接收反射回来的激光，减少了检测误差，达到了提高检测精度的目的，进而提高了系统自动调焦的精度。

A Laser Welding System with Automatic Focusing and a Method of Automatic Focusing

【技术实现步骤摘要】
一种自动调焦的激光焊接系统及自动调焦的方法
本专利技术涉及激光控制
，具体涉及一种自动调焦的激光焊接系统及自动调焦的方法。
技术介绍
随着科技的发展和生活水平的不断提高，汽车和各类消费电子的需求不断增加，激光焊接具有能量密度高、热输入量小、焊接速度快以及易于实现自动化控制等优点，在汽车和消费电子制造领域的优势越来越明显。传统的激光器，导致激光焦点不在焊件上的原因多种多样：(1)由于焊接材料本身不平整导致；(2)由于夹具不平整导致；(3)由于焊接过程中焊件移动导致；(4)由于机器制作材料存在公差及装配误差导致。若焦点不在焊件上，会导致焊缝精度和强度达不到精密焊接的要求，需要利用检测机构检测激光器发射的激光是否处于焊件的焦点上，但现有的检测机构均置于光路的侧面，不能正面接收反射回来的激光，检测误差较大。同时，直接接收反射回来的激光，也会对元器件造成损害。另外，现有的调焦装置控制系统和激光器激光控制系统分离，系统之间交互的延时及系统之间的干扰也影响着焊接的工艺和质量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自动调焦的激光焊接系统，克服传统检测机构只能设置在光路侧面导致检测误差较大的缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种自动调焦的激光焊接系统，包括激光器、焊接头、用于检测焊件焦点的检测机构以及用于调节焊接头焦距的调焦机构，所述激光器包括光学部件，所述激光器与焊接头通过光纤连接，所述调焦机构与检测机构电连接，并与焊接头传动连接，所述检测机构设置在激光器内，反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学部件被检测机构接收。本专利技术的更进一步优选方案是：所述检测机构包括处理器和用于将光信号转换为电信号的转换件，所述处理器将转换件转换后的电信号与其系统设定的恒定值比较，所述处理器与转换件电连接，并与调焦机构电连接。本专利技术的更进一步优选方案是：所述恒定值是根据焊件的材料和激光器设定的。本专利技术的更进一步优选方案是：所述转换件为用于接收反射回来的激光的光电探头，所述光电探头与处理器电连接。本专利技术的更进一步优选方案是：所述检测机构还包括用于放大电信号的放大器，所述放大器一端与转换件电连接，另一端与处理器电连接，所述转换件通过放大器与所述处理器电连接。本专利技术的更进一步优选方案是：所述激光器还包括滤波器，所述滤波器与转换件光路连接。本专利技术的更进一步优选方案是：所述激光器还包括外壳和LD泵浦源，所述光学部件包括合束器和光学组件，所述LD泵浦源、合束器以及光学组件均安装在外壳内，所述LD泵浦源发出的激光依次经过合束器、光学组件，从焊接头射出；反射回来的激光经过焊接头、光学组件、合束器、滤波器后被转换件接收。本专利技术的更进一步优选方案是：所述调焦机构为电机和驱动卡，所述驱动卡一端与处理器电连接，另一端与电机电连接，所述电机与焊接头传动连接。还提供一种自动调焦的方法，对如上所述的自动调焦的激光焊接系统进行自动调焦，包括以下步骤：预设一个恒定值，所述恒定值是根据焊件的材料和激光器设定的；所述激光焊接系统的检测机构将接收到的光信号转换为电信号，并将该电信号与预设的恒定值进行对比；若电信号的值与恒定值不同时，则发出调焦指令，调焦机构对焊接头进行调焦；若电信号的值与恒定值相同时，则不发出调焦指令。本专利技术的更进一步优选方案是：对焊接头进行调焦时，当电信号的值与恒定值相同时，调焦机构停止调焦。本专利技术的有益效果在于，通过将检测机构设置在激光器内，在焊件上反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学组件被检测机构接收，这样检测机构能够正面接收反射回来的激光，减少了检测误差，达到了提高检测精度的目的，进而提高了系统自动调焦的精度。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术自动调焦的激光焊接系统的结构示意图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图1所示，本专利技术的自动调焦的激光焊接系统，包括激光器2、焊接头3、用于检测焊件1焦点的检测机构4以及用于调节焊接头3焦距的调焦机构5，所述激光器2包括光学部件21，所述激光器2与焊接头3通过光纤连接，所述调焦机构5与检测机构4电连接，并与焊接头3传动连接，所述检测机构4设置在激光器2内，反射回来的激光经过焊接头3和激光器2内的光学部件21被检测机构4接收。通过将检测机构4设置在激光器2内，在焊件1上反射回来的激光经过焊接头3和激光器2内的光学部件21被检测机构4接收，这样检测机构4能够正面接收反射回来的激光，减少了检测误差，达到了提高检测精度的目的，进而提高了系统自动调焦的精度。所述检测机构4包括处理器41和用于将光信号转换为电信号的转换件42，所述处理器41将转换件42转换后的电信号与其系统设定的恒定值比较，所述处理器41与转换件42电连接，并与调焦机构5电连接。转换件42将反射回来的激光转换为电信号并输送至处理器41，处理器41将信号传送至调焦机构5处，对焊接头3进行调焦。在本实施例中，所述恒定值是根据焊件的材料和激光器设定的，根据不同的焊接材料和激光器的恒定值经过多次实验得出。同时，所述转换件42与处理器41可以是直接电连接，也可以是间接电连接。所述检测机构4还包括用于放大电信号的放大器43，所述放大器43一端与转换件42电连接，另一端与处理器41电连接，所述转换件42通过放大器43与所述处理器41电连接。在本实施例中，所述转换件42为用于接收反射回来的激光的光电探头，所述光电探头与处理器41电连接。所配置的光电探头为GHz级高速光电转换探头，光电探头将光信号转换为电信号并将电信号输送至处理器41。在其他实施例中，所述转换件42也可为高速光电转换器，高速光电转换器与处理器41电连接。由于光电探头转换的电信号比较微弱，需与放大器43电连接，放大器43将放大的电信号输送至处理器41。所述激光器2还包括滤波器22，所述滤波器22与转换件42光路连接。在本实施例中，所述滤波器22为特定波长窄带滤波器，特定波长窄带滤波器与光电探头电连接，特定波长窄带滤波器接收到由焊件1反射回来的激光后，将噪声滤除，再将反射的激光输送至转换件42，滤波器22可以防止热源干扰和电离干扰。所述激光器2还包括外壳(图中未画出)和LD泵浦源23，所述光学部件21包括合束器211和光学组件212，所述LD泵浦源23、合束器211以及光学组件212均安装在外壳内，所述LD泵浦源23发出的激光依次经过合束器211、光学组件212，从焊接头3射出；反射回来的激光经过焊接头3、光学组件212、合束器211、滤波器22后被转换件42接收。从焊件1上反射回来的激光依次经过焊接头3、光学组件212、合束器211以及滤波器22，这样激光经过滤波器22滤除热源干扰和电离干扰后，光强度减弱，之后被检测机构4接收时不会损坏转换件42。同时，在本实施例中，所述焊接头3为准直聚焦头。所述光学组件212包括传输光纤、光学盘绕盒、红光指示笔等，所述传输光纤是激光器内部合束完用于传输激光的光纤；所述光学盘绕盒可用于光纤的盘绕和固定；所述红光指示笔用于激光器光路指示，所述光学组件是激光焊接中常用的光学器件。所述调焦机构5为电机51和驱动卡52，所述驱动卡52一端与处理器41电连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，包括激光器、焊接头、用于检测焊件焦点的检测机构以及用于调节焊接头焦距的调焦机构，所述激光器包括光学部件，所述激光器与焊接头通过光纤连接，所述调焦机构与检测机构电连接，并与焊接头传动连接，所述检测机构设置在激光器内，反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学部件被检测机构接收。

【技术特征摘要】
1.一种自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，包括激光器、焊接头、用于检测焊件焦点的检测机构以及用于调节焊接头焦距的调焦机构，所述激光器包括光学部件，所述激光器与焊接头通过光纤连接，所述调焦机构与检测机构电连接，并与焊接头传动连接，所述检测机构设置在激光器内，反射回来的激光经过焊接头和激光器内的光学部件被检测机构接收。2.根据权利要求1所述的自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，所述检测机构包括处理器和用于将光信号转换为电信号的转换件，所述处理器将转换件转换后的电信号与其系统设定的恒定值比较，所述处理器与转换件电连接，并与调焦机构电连接。3.根据权利要求2所述的自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，所述恒定值是根据焊件的材料和激光器设定的。4.根据权利要求2所述的自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，所述转换件为用于接收反射回来的激光的光电探头，所述光电探头与处理器电连接。5.根据权利要求2所述的自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，所述检测机构还包括用于放大电信号的放大器，所述放大器一端与转换件电连接，另一端与处理器电连接，所述转换件通过放大器与所述处理器电连接。6.根据权利要求5所述的自动调焦的激光焊接系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱宝华，罗又辉，杨朝钠，陆业钊，黄彩妹，王西乐，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44