一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，用于检测激光打孔装置的打孔状态，包括：检测光路，所述检测光路与激光打孔光路由合束镜合束后重叠照射至细棒物体表面，检测光路与激光打孔光路为分时或者同时工作；图像监测系统，用于采集接收特定形状的检测光源的光束在细棒表面所形成的聚焦图型，通过比对检测光源的特定形状的图像和细棒表面形成的图型的大小、方向、像素获得检测结果。

【技术实现步骤摘要】
一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置
：本专利技术属于细棒打孔
，特别涉及一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置。
技术介绍
：自从激光在细棒卷烟上的应用开展以来，特别是卷烟机安装在线激光吸阻成型装置后，由于卷烟机内部空间狭小，光路紧凑所以无法安装常规的聚焦调节装置，以致目前所有的在线激光设备的穿孔均无一例外地采用手工激光焦距调节，从而效率低下，对操作人员的技术水平要求高。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种能够通过定点图案来判断打孔好坏的细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，从而克服上述现有技术中的缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供了一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，用于检测激光打孔装置的打孔状态，其特征在于：包括：检测光路，所述检测光路与激光打孔光路由合束镜合束后重叠照射至细棒物体表面，检测光路与激光打孔光路为分时或者同时工作；图像监测系统，用于采集接收特定形状的检测光源的光束在细棒表面所形成的聚焦图型的反射信号，通过比对检测光源的特定形状的图像和细棒表面形成的图型的大小、方向、像素、清晰度获得检测结果；所述检测光源的光束带有特定的具有方向特性的形状。优选地，上述技术方案中，检测光路包括：检测光路包括：特定形状光束，发散的检测光源或者经过凹透镜形成发射光束的检测光源的光束通过整形板后形成预定具有方向特性形状的光线、经过凸透镜形成平行/非平行光束、经过聚焦镜聚焦后照射在物体表面会形成一个特定形状的聚焦图型，当细棒物体表面与聚焦镜之间距离等于焦距时，所述特定形状的聚焦图型为一个聚焦点，并形成共轭；半反半透镜，用于透射一定比例的特定形状的光束或者反射一定比例的特定形状的光束，实现检测光源光束、细棒表面聚焦图像的反射光束的合并与分离；分束镜为或者具有针对检测光路的光束是反射特性而针对激光打孔光路光束是透射特性、或者为具有针对检测光路的光束是透射特性而针对打孔光路的光束是反射特性。优选地，上述技术方案中，凸透镜为可调透镜，采用手动或者自动调节凸透镜的平移位置。激光打孔光路的激光光束，通过聚焦透镜形成聚焦光束，其聚焦点或者高于烟支表面、或者低于烟支表面、或者正好在烟支表面上，主要是根据对打孔稳定性要求的不同进行设定；所需的聚焦镜设定的焦点正好在细棒表面时，所述图像传感器也正好位于凸透镜的焦点上即可以获得清晰的图像，构成共轭，也即此时图像传感器获得清晰的图像时，烟支表面与聚焦透镜之间距离即为聚焦透镜的焦距，且聚焦的距离没有变化；此时，凸透镜与聚焦透镜之间的区域内，光束为平行光光束。若所需的聚焦镜设定的焦点不在烟支表面上时，采用手动或者自动调节凸透镜的平移位置；此时仍位于凸透镜的焦平面图像传感器，则失去了共轭，图像传感器将无法获得清晰的图像；因此，采用手动或者自动调节凸透镜的平移位置，使得所述图像传感器位于凸透镜的焦点以外的新共轭点上，从而重新获得清晰的图像，以此确定新共轭点，此时，凸透镜与聚焦透镜之间的区域内，光束为非平行光光束。。此时，图像传感器获得清晰的图像时，则聚焦镜的焦点不在烟支表面，且聚焦的距离没有变化；若图像传感器无法获得清晰的图像，即说明聚焦的距离发生了变化，激光穿孔无法获得所希望的穿孔效果；如此设置从而使得图像传感器获得清晰的图像，即锁定了当前的聚焦镜设定的焦点位置。优选地，上述技术方案中，图像监测系统包括：图像传感器，包括CCD相机、聚焦阵列，用于接收半反半透镜反射或者透射的光束以实现采集特定形状光束在细棒表面形成的聚焦图型，该聚焦图形的大小、方向、像素与细棒物体表面与聚焦镜之间的距离、聚焦镜的焦距相关；当细棒物体表面与聚焦镜之间距离等于焦距时，所述特定形状的聚焦图型为一个聚焦点；当细棒物体表面与聚焦镜之间距离小于焦距时，所述特定形状的聚焦图型为一个与入射形状的同侧聚焦图像；当细棒物体表面与聚焦镜之间距离大于焦距时，所述特定形状的聚焦图型为一个与入射形状的异侧聚焦图像。优选地，上述技术方案中，激光打孔装置的聚焦装置为自动调焦或者手动调焦。优选地，上述技术方案中，激光打孔装置的聚焦装置为自动调焦，自动调焦系统与图像监测系统通迅连接。优选地，上述技术方案中，激光打孔装置主要由：第一激光加工光源、带有聚焦透镜的聚焦装置、合束镜、细棒拨滚、打孔鼓轮组成，所述第一激光加工光源、合束镜、带有聚焦透镜的聚焦装置顺序组成激光光路，所述细棒拨滚、打孔鼓轮组成细棒旋转装置。优选地，上述技术方案中，激光聚焦检测装置由检测光源、光束整形模板、半反半透镜、凸透镜、合束镜、图像传感器、聚焦透镜构成；所述合束镜和聚焦透镜是与激光打孔装置公用，所述检测光源为扩散式照射在整形模板，经过凸透镜形成平行/非平行的光束，再经过聚焦透镜后在细棒物体表面形成特定形状的图像；物体表面汇聚的特定形状的图像，所述该聚焦图形的大小、方向、像素与细棒物体表面与聚焦镜之间的距离、聚焦镜的焦距相关，该图像的反射光经过聚焦镜后形成平行/非平行与光轴的光束，经过合束镜反射后或透射后离开激光打孔光路，经过可调式凸透镜汇聚，再由半反射半透射镜片反射或者透射后，在图像传感器的焦平面上形成图像。一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦调节方法，当所需的聚焦镜设定的焦点在细棒表面、且图像传感器也正好位于凸透镜的焦点上即可以获得清晰的图像，构成共轭；此时图像传感器获得清晰的图像时，烟支表面与聚焦透镜之间距离即为聚焦透镜的焦距，且聚焦的距离没有变化；当所需的聚焦镜设定的焦点不在烟支表面上时，仍位于凸透镜的焦平面图像传感器，则失去了共轭，图像传感器将无法获得清晰的图像；此时，采用手动或者自动调节凸透镜的平移位置，使得所述图像传感器位于凸透镜的焦点以外的新共轭点上，从而重新获得清晰的图像。确定新共轭点后，此时，图像传感器获得清晰的图像时，则聚焦镜的焦点不在烟支表面，且聚焦的距离没有变化；若图像传感器无法获得清晰的图像，即说明聚焦的距离发生了变化，激光穿孔无法获得所希望的穿孔效果。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：实现了精准打孔位置的距离检测和反馈。附图说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为物距与焦距不同数量关系下的成像示意图；图3为物距与焦距不同数量关系下的成像示意图；图4为物距与焦距不同数量关系下的成像示意图；图5为特定形状光束的成像原理图；图6为细棒表面位置与表面聚焦图像特征的关系图；图7为可调凸透镜调节原理图。具体实施方式：下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，用于检测激光打孔装置的打孔状态，其特征在于：包括：/n检测光路，所述检测光路与激光打孔光路由合束镜合束后重叠照射至细棒物/n体表面，检测光路与激光打孔光路为分时或者同时工作；/n图像监测系统，用于采集接收特定形状的检测光源的光束在细棒表面所形成的聚焦图型的反射，通过比对检测光源的特定形状的图像和细棒表面形成的图型的大小、方向、像素、清晰度获得检测结果；/n所述检测光源的光束、或者经过整形模板后带有特定的具有方向特性的形状。/n

【技术特征摘要】
20210423 CN 20211044559321.一种细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，用于检测激光打孔装置的打孔状态，其特征在于：包括：
检测光路，所述检测光路与激光打孔光路由合束镜合束后重叠照射至细棒物
体表面，检测光路与激光打孔光路为分时或者同时工作；
图像监测系统，用于采集接收特定形状的检测光源的光束在细棒表面所形成的聚焦图型的反射，通过比对检测光源的特定形状的图像和细棒表面形成的图型的大小、方向、像素、清晰度获得检测结果；
所述检测光源的光束、或者经过整形模板后带有特定的具有方向特性的形状。


2.根据权利要求1所述的细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，其特征在于：检测光路包括：发散光束的检测光源或者经过凹透镜形成的检测光源的光束具有、或者通过整形板后形成具有方向特性形状的光线、经过凸透镜形成平行/非平行光束、经过聚焦镜聚焦后照射在物体表面会形成一个特定形状的聚焦图型；
当细棒物体表面与聚焦镜之间距离等于焦距时，所述特定形状的聚焦图型为一个聚焦点，所述检测光源位于凸透镜一侧的焦点位置、细棒表面聚焦图案位于聚焦透镜一侧的焦点位置，检测光源与聚焦图案之间形成共轭；
当细棒物体表面与聚焦镜之间距离不等于焦距时，通过可调凸透镜的平行移动，仍然使得检测光源与聚焦图案之间形成共轭；
半反半透镜，用于透射一定比例的特定形状的光束或者反射一定比例的特定形状的光束。


3.根据权利要求2所述的细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，其特征在于：所述凸透镜为可调透镜，采用手动或者自动调节凸透镜的平移位置。


4.根据权利要求1所述的细棒物体吸阻成型机用激光聚焦检测装置，其特征在于：图像监测系统包括：图像传感器，包括CCD相机、聚焦阵列，用于接收半反半透镜反射或者透射的光束以实现采集特定形状光束在细棒表面形成的聚焦图型，该聚焦图形的大小、方向、像素与细棒物体表面与聚焦镜之间的距离、聚焦镜的焦距相关；
当细棒物体表面与聚焦镜之间距离等于焦距时，特定形状的聚焦图型为一个聚焦点；
当细棒物体表面与聚焦镜之间距离小于焦距时，特定形状的聚焦图型为一个与入射形状的同侧聚焦图像；
当细棒物体表面与聚焦镜之间距离大于焦距时，特定形状的聚焦图型为一个与入射形状的异侧聚焦图像。
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【专利技术属性】
技术研发人员：梅林，梅笑雨，
申请(专利权)人：南京英伟思特科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32