【技术实现步骤摘要】
本技术属于水导激光加工，涉及一种水导激光使用的水光耦合成像装置。
技术介绍
1、水导激光加工的是将大功率脉冲激光束耦合到水射流之中后作用于工件表面实现加工的过程。一般是大功率的激光器采用光纤耦合输出方式，通过透镜聚焦到置于扁形的水腔底座的喷嘴，从喷嘴喷射出的柱状水射流导向激光作用于加工件表面。这种独特的激光与水射流耦合的加工方法会产生平行于切口断面的切缝，其不仅可以保证精密的加工精度，还可以确保加工区域保持冷却和干净。同时在加工过程中无需进行激光聚焦和距离控制。由于激光一直被约束在直径几十微米的水射流中，水射流中的激光能量密度与激光束腰位置处相近，因此整段稳定的水射流都可以用于材料的去除加工，所以水导激光在加工深孔、切割厚板材等方面，具有其他激光加工方式不可替代的优势。
2、水导激光的加工情景和传统激光加工不同的是，加工过程中水始终存在。激光在水射流中传导实现工件的切割打孔等，但加工的同时，水射流的水也会在工件表面，孔内部，切缝里累积，工件上这些残留的水不及时排走，溅起的水流，会对传导激光的水射流造成干扰，水射流与工件接触部分的稳定性降低，从而导致水射流中激光功率减弱，使得水导激光加工效率降低。因此水导激光设备在加工之前，需要将激光聚焦后与水进行耦合，这个过程需要精确地将激光焦点与喷口对准，通常采用光学成像装置进行辅助对准。
3、然而，在实际操作过程中，在调试到喷口成像清晰后，打开激光采用正常功率进行照射时，由于激光强度太大，会导致整个画面过亮，无法分辨激光焦点以及喷口的位置，进而无法准确的完成对准耦合。
技术实现思路
1、本技术解决技术问题所采取的技术方案是：一种水导激光使用的水光耦合成像装置，包括：相机、镜头、陷波滤光片、切换模块、激光衰减片、耦合腔体、激光光束、激光水射流，相机用于拍摄激光焦点以及喷口的位置，陷波滤光片用于将激光光束波长范围内及激光水射流波长范围内的光衰减，激光衰减片用于反射的激光光束的激光，耦合腔体用于将激光光束与水射流耦合呈水导激光加工用的激光水射流；陷波滤光片使得激光光束及激光水射流的透过率大大降低但是其他光线不受影响，使得相机拍摄时激光水射流的焦点和喷口能够同时清晰成像，方便操作人员准确捕获激光焦点位置，提高水导激光加工精度，激光衰减片对激光光束的入射光进行衰减，使得激光光束在提升激光到功率稳定区域后，在耦合腔体内成像时激光功率依然很低，但是激光稳定性大大提高，方便对成像进行观察和定位，方便进行水光耦合；
2、激光光束从外向内照射进耦合腔体内进行水光耦合生成激光水射流，激光水射流由内向外自耦合腔体的喷口射至加工台面，相机的镜头位于激光水射流的照射方向的正后侧，镜头的拍摄方向自后向前正对着激光水射流，镜头的拍摄方向与激光水射流位于同一直线上，镜头上还沿径向覆盖有陷波滤光片；相机的镜头自后向前拍摄激光水射流与喷口的穿过位置，实时准确反馈方便操作人员调整激光焦点的位置；
3、耦合腔体的侧壁上还设有可拆卸的切换模块，切换模块上镶嵌有激光衰减片，激光衰减片横档于激光光束从外向内照射的照射通道上；在调整激光焦点的位置时，切换模块安装在耦合腔体侧壁上的激光穿过处，激光衰减片对激光光束进行衰减方便操作人员进行观察和定位调整以及完成后续的水光耦合；在激光加工时，切换模块移除耦合腔体上的激光穿过处，激光光束无障碍通过进入耦合腔体完成后续的水光耦合。
4、优选的，所述切换模块与耦合腔体侧壁的可拆卸连接方式包括：切换模块在耦合腔体侧壁处上下抽拉滑动，切换模块位于下限位时激光衰减片横档在激光光束的照射通道上，切换模块位于上限位时激光光束无遮挡的照射进耦合腔体内；上下滑动的连接方式使得切换模块与激光衰减片可以方便快捷的来回切换调整激光焦点的位置模式或激光加工模式。
5、更优的，所述切换模块上设有电机，电机驱动切换模块上下滑动；电机驱动切换模块能够更方便、更自动控制切换调整激光焦点的位置模式或激光加工模式，同时方便操作人员进行远程控制切换。
6、更优的，所述切换模块位于耦合腔体的内腔中。
7、优选的，所述镜头处设有第二激光衰减片；第二激光衰减片能够二次降低相机接收的激光强度，如果陷波滤光片的透过率偏高，增加第二激光衰减片，激光焦点的成像效果会更好。
8、本技术的有益效果是：
9、1、本技术通过在相机镜头前设置陷波滤光片，使得相机拍摄时激光水射流的焦点和喷口能够同时清晰成像，方便操作人员准确捕获激光焦点位置，提高水导激光加工精度。
10、2、本技术通过在激光光束照射进耦合腔体出设置可移动的带有激光衰减片的切换模块，使得在调整激光焦点的位置时对激光光束进行衰减，在激光加工时激光光束无障碍进入耦合腔体进行水光耦合，在保证了对成像进行清晰的观察和定位的同时，方便调试模式与加工模式的来回切换。
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1.一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，包括：相机(1)、镜头(2)、陷波滤光片(3)、切换模块(4)、激光衰减片(5)、耦合腔体(6)、激光光束(7)、激光水射流(8)，所述相机(1)用于拍摄激光焦点以及喷口的位置，所述陷波滤光片(3)用于将所述激光光束(7)波长范围内及激光水射流(8)波长范围内的光衰减，所述激光衰减片(5)用于反射所述激光光束(7)的激光，所述耦合腔体(6)用于将激光光束(7)与水射流耦合成水导激光加工用的激光水射流(8)；
2.根据权利要求1所述的一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，所述切换模块(4)与所述耦合腔体(6)侧壁的可拆卸连接方式包括：切换模块(4)在耦合腔体(6)侧壁处上下抽拉滑动，所述切换模块(4)位于下限位时激光衰减片(5)横档在所述激光光束(7)的照射通道上，所述切换模块(4)位于上限位时激光光束(7)无遮挡的照射进所述耦合腔体(6)内。
3.根据权利要求2所述的一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，所述切换模块(4)上设有电机，所述电机驱动切换模块(4)上下滑动。
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5.根据权利要求1所述的一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，所述镜头(2)处设有第二激光衰减片。
...【技术特征摘要】
1.一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，包括：相机(1)、镜头(2)、陷波滤光片(3)、切换模块(4)、激光衰减片(5)、耦合腔体(6)、激光光束(7)、激光水射流(8)，所述相机(1)用于拍摄激光焦点以及喷口的位置，所述陷波滤光片(3)用于将所述激光光束(7)波长范围内及激光水射流(8)波长范围内的光衰减，所述激光衰减片(5)用于反射所述激光光束(7)的激光，所述耦合腔体(6)用于将激光光束(7)与水射流耦合成水导激光加工用的激光水射流(8)；
2.根据权利要求1所述的一种水导激光使用的水光耦合成像装置，其特征在于，所述切换模块(4)与所述耦合腔体(6)侧壁的可拆卸连接方式包括：切换...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫磊，陈泽咏，
申请(专利权)人：陕西渥特镭铯机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：
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