【技术实现步骤摘要】
异形曲面激光加工的自动对焦标定装置及其方法
本专利技术涉及一种异形曲面激光加工的自动对焦标定装置及其方法，属于激光加工
技术介绍
相较于传统加工技术，激光加工技术具有节约材料、灵活高效、适合精密加工等优点。近年来，以激光焊接、切割、表面处理及微加工为代表的激光加工技术在航空航天、汽车、电子、机械制造等领域得到了广泛应用。在激光加工过程中，激光束通过加工头的准直聚焦系统投射到被加工工件表面形成光斑，被加工工件表面与光束焦平面的相对位置直接决定了加工质量。相对于规则表面，对于异形曲面的激光加工，加工头需依据异形曲面的轮廓信息改变运动轨迹，实时准确对焦就变得异常困难。目前，相对普遍的激光对焦方法主要有：烧斑法、小孔扫描法、CCD成相法等。然而，这些方法大多通过肉眼或计算机对图样清晰度进行比对以确定大致的焦点轮廓，由于人眼存在主观性，图样像素易受环境影响，使得对焦会存在一定偏差，从而不能满足较高的加工精度要求，且加工效率不高。因此，对于异形曲面的激光加工，提高对焦精度，以及实现加工过程中的实时准确对焦就显得尤为重要...
【技术保护点】
1.异形曲面激光加工的自动对焦标定装置，其特征在于：激光测距仪(8)和激光加工头单元置于六轴运动机构(6)上，激光加工头单元包含聚焦镜(3)、准直镜(5)和半透半反射镜(11)，激光器(9)输出光束通过光纤与激光加工头单元的光纤接口(7)衔接，激光器(9)的输出光路上布置准直镜(5)，准直镜(5)的准直输出光路上布置半透半反射镜(11)，半透半反射镜(11)的反射光路上布置聚焦镜(3)，激光测距仪(8)的输出光路对应半透半反射镜(11)的透射光路，聚焦镜(3)正对于加工平台(1)上的被加工工件(2)，数据采集模块(10)的输入端与激光测距仪(8)相连，输出端与计算机(12)...
【技术特征摘要】
1.异形曲面激光加工的自动对焦标定装置，其特征在于：激光测距仪(8)和激光加工头单元置于六轴运动机构(6)上，激光加工头单元包含聚焦镜(3)、准直镜(5)和半透半反射镜(11)，激光器(9)输出光束通过光纤与激光加工头单元的光纤接口(7)衔接，激光器(9)的输出光路上布置准直镜(5)，准直镜(5)的准直输出光路上布置半透半反射镜(11)，半透半反射镜(11)的反射光路上布置聚焦镜(3)，激光测距仪(8)的输出光路对应半透半反射镜(11)的透射光路，聚焦镜(3)正对于加工平台(1)上的被加工工件(2)，数据采集模块(10)的输入端与激光测距仪(8)相连，输出端与计算机(12)相连，计算机(12)分别与六轴运动机构(6)和激光器(9)控制连接。
2.根据权利要求1所述的异形曲面激光加工的自动对焦标定装置，其特征在于：激光器(9)为光纤激光器或半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的异形曲面激光加工的自动对焦标定装置，其特征在于：激光测距仪(8)为相位式激光测距仪。
4.根据权利要求1或3所述的异形曲面激光加工的自动对焦标定装置，其特征在于：激光测距仪(8)位于激光加工头单元上部，其发出的光束与激光器(9)发出的光束经过半透半反射镜(11)后同轴，投射至被加工工件(2)的表面形成光斑。
5.利用权利要求1所述的装置实现异形曲面激光加工的自动对焦标定方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)激光测距仪(8)发出的光束与激光器(9)发出的光束经过半透半反射镜(11)后保持同轴，投射到曲面所在的被加工工件表面，形成光斑；
(b)激光测距仪(8)实时采集过光斑中心并沿X方向的n个Z值，坐标原点位于激光加工头单元轴线上的聚焦镜(3)中心，轴线为Z轴，并记录所对应的n个点的X值，将光斑中心的Z值与聚焦镜(3)所确定的焦距做比较，计算机(12)控制六轴运动机构(6)带动激光加工头单元移动，使二者差值小于一阈值，完成初始对焦；
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【专利技术属性】
技术研发人员：余满江，冯爱新，吴旭浩，黄旭环，张成龙，徐国秀，吴成萌，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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